معرفی پنج زمینه OMICS

فاطمه فراهانی کنگرانی

نویسنده

دانش آموخته زیست شناسی دانشگاه اراک

معرفی پنج زمینه OMICS

در دوره از پزشکی شخصی سازی شده ، اطلاعات بیشتر و بیشتر کمک می کند تا دانش ما را در مورد توسعه بیماری ، فرآیندهای مربوط به پیشرفت بیماری و زمینه های تحقیق برای ریشه کن کردن بیماری را تعریف شود.

زمینه های تحصیلی ومطالعاتی متعددی وجود دارد که در نتیجه پیشرفت فن آوری و دانش ایجاد شده اند تا بتوانند زمینه را برای نتایج بهتر سلامت فراهم کنند.

در این مقاله پنج زمینه بزرگ “omics”وجود دارد که به شرح آن ها پرداخته شده است.

ژنومیکس: زمینه علوم متمرکز بر ساختار ، عملکرد ، تکامل ، نقشه برداری و ویرایش ژنوم ها.

اغلب ، این زمینه مطالعاتی به اشتباه گرفته شده یا با ژنتیک ترکیب شده است؛ ژنومیک با ژنتیک مرتبط است اما باژنتیک کاملا متفاوت است. هر دو با DNA و ژن ها در ارتباط هستند؛ با این حال،رشته ژنتیک بر وراثت و ترکیب DNA و همچنین وراثت ژن های فردی متمرکز است.

ژنومیکس به طور کلی همه ژن ها و نحوه تعامل ژن ها با یکدیگر را مورد جستجوقرار می دهد تا بر روند فیزیولوژیکی موجود در ارگانیسم تأثیر بگذارد. تغییرات خاص در یک ژن منفرد ، به عنوان مثال در بیماری کم خونی داسی شکل، الگوهای وراثتی قابل پیش بینی را ارائه می دهدکه در زمینه ژنتیک مورد مطالعه قرارمی گیرد.

با اطلاعات افزوده در مورد کل ژنوم (پروژه ژنوم انسان)،ما اکنون می دانیم که تأثیر متقابل زیادی بین چندین ژن وجود دارد که همراه با محیط عمل می کنند تا بر جنبه های رشد ، بیماری ها از جمله سرطان و دغدغه های سلامتی دیگرتأثیر بگذارد.

ترنسکریپتومیکس: مطالعه ترنسکریپتوم شامل کلیه رونویسی های RNA که توسط ژنوم تحت شرایط خاص یا بر اساس نوع سلول و تفاوت در بیان mRNA تولید می شود.

مطالعه ترنسکریپتوم از اوایل دهه 1990 آغاز شد؛از آن زمان به بعد،پیشرفت های فناوری اجازه داده که این رشته خاص با سرعت بسیار زیادی گسترش یابد.توانایی اندازه گیری بیان ژن در بافتهای خاص ، تحت شرایط خاص و در زمان های متغیر می تواند اطلاعات مفیدی برای تنظیم ژنتیک ، زیست شناسی و فیزیولوژی سلولی ارگانیسم ارائه دهد. به عنوان یک زمینه ، به درک انسان از بیماری ،هم در توسعه و در ریشه کنی کمک می کند.

یکی از موارد کلیدی در زمینه ترنسکریپتومیکس توانایی ذخیره سازی داده های بدست آمده به روشی قابل کنترل و معنی دار است. تکنیک های تجزیه و تحلیل مورد استفاده در ترنسکریپتومیکس ابتدا با توالی یابی سنگر و تجزیه و تحلیل بیان ژن آغاز شد. تکنیک های مدرن به طور چشمگیری از طریق استفاده از تکنیک های microarrays و RNA_seg و Massively parallel signature sequencing (MPSS) کارایی تجزیه و تحلیل را تحت تاثیر قرار داده است.

پروتئومیکس: مطالعه پروتئین ها و تکنیک های مورد استفاده در تحلیل و تعیین آنها.

پروتئومیکس می تواند مخصوص یک گونه خاص،یک اندام باشد یا به عنوان یک زمینه مطالعه بسیار گسترده استفاده شود.پروتئوم می تواند در هر سلول متفاوت باشد و با گذشت زمان تغییر کند.پروتئوم با ترنسکریپتوم(رونویسی) مرتبط است زیرا نتیجه رونویسی،پروتئوم است. با این حال،علاوه بر بیان RNA ، فاکتورهای پیچیده دیگری نیز در درون پروتئوم نقش بازی می کند.پروتئومیکس ،بررسی زمان و شرایط محیطی بیان پروتئین هاو همچنین روند تولید و تجزیه پروتئین ها است.علاوه براین،کسانی که در این زمینه پروتئومیکس فعالیت می کنند، به حرکت پروتئین ها در داخل بدن (یا ارگانیسم) و چگونگی درگیر شدن پروتئین ها در مسیرها یا فرایندهای فیزیولوژیکی علاقه مند هستند.عرصه دیگری که درپروتئومیکس گنجانده می شود،تکنیک های مربوط به شناسایی و طبقه بندی پروتئین ها، به ویژه طیف سنجی جرمی و الکتروفورز در ژل افتراقی (DIGE) که بیشتر رایج هستند.

اپی ژنومیکس: مطالعه تغییرات اپی ژنتیکی در سراسر ژنوم

اپی ژنوم را می توان به تابلویی تشبیه کرد که به هدایت ارتباطات به فرآیندهای مناسب در زمان مناسب کمک می کند تا بیشترین کاربرد را داشته باشد. اپی ژنومیکس بر تجزیه و تحلیل تغییرات اپی ژنتیکی روی ماده ژنتیکی سلول متمرکز است که سرنخ های مهمی در مورد مکانیسم ها و عملکرد تنظیم ژن در بسیاری از ژن های سلول یا ارگانیسم فراهم می کند.

فاکتورهای اپی ژنتیک در بدن ترکیبات شیمیایی هستند که DNA را برای تولید مستقیم پروتئین و بیان ژن اصلاح می کنند.

گاهی اوقات ، ترکیبات اپی ژنتیکی روی ژنوم “نشانگر” نامیده می شوند ، زیرا توالی DNA را تغییر نمی دهند،بلکه مناطقی را که باید یا نباید رونویسی شوندرا مشخص کند.این تغییرات می تواند برای برخی ژن ها دائمی باشد ، در حالی که سایر تغییرات بر اساس محیط سلولی و فرایندهای فیزیولوژیکی موقتی است. علاوه بر این ، علائم اپی ژنتیکی می تواند از نسلی به نسل دیگر منتقل شود و این باعث می شود برخی از الگوها برای افراد خاص منحصر بفرد باشد. انواع اصلاحات شامل متیلاسیون DNA است که گروه های متیل به پایه های DNA اضافه می شوند تا آنها را به عنوان “روشن” یا “خاموش” مشخص کند. نشانگر اپی ژنتیکی شناخته شده دیگر اصلاح هیستون است که بر نحوه بسته بندی DNA در هسته تأثیر می گذارد. DNA به عنوان بخشی از روند متراکم شدن (در یک کروموزوم) به دور هیستون ها پیچیده می شود؛اصلاح هیستون اتفاق می افتد وبه موجب آن مناطقی از DNA “پنهان” می شوند و هیستون ها به عنوان “روشن” یا “خاموش” در آن سلول خاص علامت گذاری می شوند.

متابولومیکس: مطالعه متابولیت ها در بدن درون سلول ها ، مایعات ، بافت ها یا ارگانیسم ها.

متابولومیکس در زمینه مطالعاتی خود شامل ارزیابی بسترها و محصولات متابولیکی تحت تأثیر عوامل ژنتیکی و محیطی است.پس از تجزیه و تحلیل،غلظت متابولیت می تواند شاخص اصلی فرآیندهای بیوشیمیایی در بدن باشد. به طور خاص ، این زمینه از مطالعه شامل ارزیابی و تجزیه و تحلیل ترکیبات آلی با وزن مولکولی کم است، اما به قندها ، لیپیدها ، اسیدهای آمینه ، اسیدهای چرب ، ترکیبات فنلی و سایر موارد محدود نمی شود. اینها را به عنوان عناصر سازنده زیستی مورد استفاده ، بازیافت و استفاده مجدد به عنوان بخشی از فیزیولوژی طبیعی بدن در نظر بگیرید.