ژنِ ایمنی

دانشمندان امریکایی ژنی را کشف کردند که در قلب دستگاه ایمنی است. اگرچه هنوز نحوه‌ی دقیق عمل آن روشن نشده است ولی می‌دانند در تحریک نیروی واکنش دستگاه ایمنی علیه پادگن‌های خارجی نقش مسلّم دارد (پادگن، پروتئین‌های سطح مهاجمان به بدن مانند ویروس‌ها، باکتری‌ها، و انگل‌هاست). این کشف ممکن است باعث شناخت بیماری‌هایی شود که باعث نارسایی‌های ایمنی هستند. کاشفان این ژن، دیوید شاتز و ماریوری اتینگر از مؤسسه‌ی پژوهشی زیست شیمی وایتهد (کیمبریج – ماساچوستس) بودند و به عقیده‌ی فردریک آلت، ایمنی‌شناس سابق دانش‌گاه کلمبیا (نیویورک)، کشفشان از نظر فنی درخشان بود.
ایمنی‌شناسان در چند دهه‌ی اخیر به کشف‌های متعددی درباره‌ی ژن‌هایی که به مولکول‌های معروف به شناسایی علامت (کد) می‌دهند دست یافتند که «سربازان پیاده»‌ی ایمنی هستند. سوزومو تونه‌گاوا، از مؤسسه‌ی تکنولوژی ماساچوستس، دو دهه‌ی پیش جنبه‌ی کلیدی این ژن‌ها را نشان داد که با فرایندی که باعث جابه جایی بخش‌های مختلف ژن می‌شود در یاخته‌های ایمنی گرد می‌آیند. شاتز بیان داشت: «این مطلب پیروزی عمده‌ی ایمنی‌شناسی مولکولی بوده است ولی چگونگی فرایند جابه‌جایی هنوز مانند جعبه‌ی سیاه، گنگ و مبهم است. می‌دانستیم چه چیز به درون جعبه می‌رود. می‌دانستیم چه فراورده‌ای از آن بیرون می‌آید. ولی هیچ کدام از مراحل بینابینی معلوم نبود.» شاتز و هم‌کارانش در مؤسسه‌ی وایتهد نخستین روزنه را به درون جعبه‌ی سیاه گشودند.
مولکول‌های کلیدی شناسایی در دفاع ایمنی در دو لنف یاخته (لنفوسیت) جای دارند: پادتن‌ها در یاخته‌های B، و گیرنده‌ها در سطح یاخته‌های T. در هر دو مورد، فرایند شناخت پادگن توسط گوشه‌ای از مولکول که به ناحیه‌ی متغیر شناخته شده است هدایت می‌شود. جابه جایی در ژن، این ناحیه‌ی متغیر را به کار وامی‌دارد. فرایند جابه جایی با ترکیب مداوم تعداد نسبتاً کمی از اجزای بخش‌ها باعث تولید گروه‌های متعدد و متنوع یاخته‌هاتی دفاعی B و T می‌شود. بخش‌های ژن عبارتند از تغییرپذیر (vriable)، تنوع (diversity)، و پیوستی (joining).

پاره‌ای از یاخته‌های مغز استخوانِ جان‌داران که سرنوشتشان تبدیل شدن به لنف یاخته‌های B و T است حتی در مرحله‌ی نسبتاً آغازی رشد حیوان، دست به راه انداختن فرایند جابه جایی ژن می‌زنند. در هر یاخته‌ی رویانیِ انواع سه‌گانه‌ی یاد شده بخش‌های ژن مانند گردونه‌ی مولکولی سهیم هستند و از آن جا که کم‌وبیش تصادفی با هم برخورد می‌کنند انواع تقریباً بی‌نهایت مولکول‌های پادگن‌شناسی به وجود می‌آورند. ژن‌ها در سراسر زندگی حیوان با ورود لنف یاخته‌های تازه نفس به میدان، به جابه‌جا شدن ادامه می‌دهند، گرچه شدت میزان آن مانند آن چه در رویان رخ می‌دهد نیست.
ممکن است به نظر عجیب آید که گرچه پژوهندگان، پیامدهای این جابه‌جایی را در ژن با تفصیل فراوان روشن ساخته‌اند، کیفیت واقعی در جعبه‌ی سیاه شاتز پنهان است. شاتز توضیح داد: «یکی از علت‌ها این است که جداکردن جزء یا اجزای دخیل، بسیار مشکل بوده است. تاکنون هیچ کس نتوانسته است دستگاهی ابداع کند که در لوله‌ی آزمایش عمل کند.» شاتز و هم‌کارانش این کار را کردند. ژنی که شاتز و دیگران به دنبالش می‌گشتند حتی پیش از کشف، در ژن «آنزیم ترکیب 4» جلوه کرده بود زیرا باعث ترکیب سه بخش تغییرپذیر، تنوع، و پیوستنی ژن‌های مولکول‌شناسی می‌شود. شاتز و هم‌کارانش با وارد کردن پاره‌ای از بخش‌های ژن‌های پادتنی تغییرپذیر و پیوستنی به یاخته‌های موسوم به فیبروبلاست که معمولاً در جابه‌جایی ژن درگیر نمی‌شوند راه را گشودند. سپس بخش‌ها با DNA مجموعه‌ی کروموزومی (ژنوم) کل یاخته‌ها مخلوط شدند. این یاخته‌ها باید در جایی از خود، ژن آنزیم ترکیب را داشته باشند یاخته‌های مختلف فیبروبلاست، قطعه‌های مختلف این DNA اضافی را گرفتند و شاتز و هم‌کارانش با نشان‌گر ژنتیک ویژه‌ای که در یاخته‌ها کار گذاشته بودند یاخته‌هایی را که ژن آنزیم ترکیب داشتند شناسایی کردند.
تنها کاری که برای گروه باقی مانده بود دست‌یابی به این یاخته‌ها و بیرون کشیدن ژن آنزیم ترکیب بود. ولی به گمان آلت، این کار فوق العاده دشوار بود. پژوهندگان، مطلوب خود را در ژن-1 فعال کننده‌ ترکیب یافتند. شاتز بیان کرد اکنون که ژن را داریم می‌توانیم با لوله‌ی آزمایش کار کنیم کوشش کنیم پی ببریم که ژن دقیقاً چگونه عمل می‌کند. ممکن است کارش مستقیم باشد، یعنی پروتئین ژن-1 فعال کننده جاهای DNA پیرامون بخش‌های سه‌گانه‌ی ژن را که باید قطع شوند تشخیص بدهد. ولی ممکن است کار پروتئین ژن-1 فعال کننده، غیرمستقیم باشد یعنی عمل تنظیم کننده داشته باشد و تولید آنزیم واقعی ترکیب ژن را افزایش دهد. شاتز قبول کرد که «ما هنوز دلیل قاطعی برای هیچ یک از دو راه نداریم ولی فعلاً تمایلمان به توضیح اول است».
در حالی که ایمنی‌شناسان به تلفیق این اطلاعات تازه مشغول‌اند پزشکان ایمنی‌شناس چشم به سوی دست‌کم یک ارتباط احتمالی بین کشف مورد بحث و درک از بیماری نارسایی کامل شدید ایمنی دوخته‌اند که مبتلایان آن عملاً نمی‌توانند هیچ واکنشی به عفونت نشان دهند و تنها با پرهیز از عفونت زنده می‌مانند. در پاره‌ای موارد، علت بیماری معلوم و نارساییِ آنزیم موسوم به آدنین دیامیناز است. در دیگر موارد، هیچ کس علت را نمی‌داند. به گمان شاتز، این بیماران ژن-1 فعال کننده ندارند. او بیان داشت: «در این زمینه شروع به بررسی کرده‌ایم.»