أستاذ مشارك
معمل البيولوجيا الجزيئية والخلوية النباتية
في أي كائن حي ، تحتوي كل خلية على معلومات وراثية متطابقة تقريبًا ، ولكن ليست كل الخلايا تبدو أو تعمل بالطريقة نفسها. أحد أسباب هذا التنوع المذهل هو وجود علامات كيميائية ، تسمى التعديلات اللاجينية ، التي تزين كلاً من الحمض النووي وبروتينات التغليف التي تنظم الحمض النووي داخل النواة. تختلف أنماط هذه العلامات الكيميائية في كل نوع خلية وتساعد في توجيه وظيفة الخلايا من خلال الإشارة إلى الجينات التي يجب تشغيلها وأيها يجب تجاهلها. يمكن أن تساعدنا معرفة تأثير هذه التغييرات فوق الجينية على سلوك الخلية على فهم الصحة والمرض ، ولكن غالبًا ما يكون التلاعب بالتخلق في خلايا الثدييات مميتًا ، مما يجعل من الصعب دراسة هذه التغييرات. لحسن الحظ ، فإن التلاعبات المماثلة قابلة للتطبيق في نموذج النبات ، مما يجعل هذا النظام ممتازًا لفهم أدوار التعديلات اللاجينية.
بدلاً من استخدام الخلايا الحيوانية لدراسة التعديلات اللاجينية ، تتجه جولي لو إلى النبات المزهر الصغير نبات الأرابيدوبسيس thaliana. على عكس الثدييات ، نبات الأرابيدوبسيس thaliana النباتات أكثر تحملاً للتغيرات التي تطرأ على الإبيجينوم ، مما يسهل دراسة آثار تغيير هذه العلامات الكيميائية. باستخدام هذا النبات ، يدرس لو كيفية التعرف على التعديلات اللاجينية وترجمتها إلى الاستجابة المرغوبة من قبل الخلية. على وجه الخصوص ، تركز على توصيف العديد من العائلات التي تم تحديدها حديثًا من البروتينات المتضمنة في تغليف الحمض النووي والتعبير الجيني ، والتي تسمى بروتينات ربط الكروماتين. من خلال استخدام المناهج الجينية والكيميائية الحيوية والجينوميات ، لا يهدف القانون إلى تحديد العلامات اللاجينية التي تتعرف عليها عائلات البروتين هذه فحسب ، بل يهدف أيضًا إلى تحديد شركائهم المتفاعلين وتأثيراتهم على التعبير الجيني. على الرغم من أن بحث لو يستخدم نموذجًا نباتيًا ، إلا أن النتائج التي توصلت إليها ستحتوي أيضًا على دروس لبيولوجيا الإنسان حيث أن العديد من الجينات المشاركة في إضافة أو إزالة العلامات اللاجينية هي نفسها في النباتات كما في الثدييات. في النهاية ، يمهد بحثها الطريق لفهم دور الإبيجينوم في كل من الزراعة وصحة الإنسان.
قدم لو مع زملائه رؤى ميكانيكية لاستهداف اثنين من بوليمرات الحمض النووي الريبي المتخصصة (Pol-IV و Pol-V) في نبات الأرابيدوبسيس thaliana الجينوم. توفر هذه النتائج نظرة ثاقبة حول كيفية استهداف التعديلات اللاجينية لجينات معينة لتحسين المحاصيل أو الفوائد العلاجية لصحة الإنسان.
من خلال اتباع نهج كيميائي حيوي ، استخدم لاو البروتينات ذات الأدوار المعروفة في عملية تسمى مثيلة الحمض النووي لتحديد عدد قليل من البروتينات الإضافية التي لم يتم ربطها من قبل بالتعديلات اللاجينية. تعزز معرفة البروتينات الجديدة فهمنا للعمليات التي تؤثر على الإبيجينوم في الخلية.
كشفت لو وزملاؤها أيضًا ، على مستوى الذرات الفردية ، عن المناطق الدقيقة للعديد من البروتينات التي تعتبر بالغة الأهمية في التعرف على التعديلات اللاجينية المحددة. تقدم هذه الدراسات عرضًا تفصيليًا لكيفية عمل هذه البروتينات ويمكن أن تكشف كيف يمكن أن تؤدي طفراتها إلى تغيرات جينية تتجلى في شكل عيوب في النمو أو تطور لأمراض ، مثل السرطان.
بكالوريوس في الكيمياء الحيوية والفيزياء الحيوية ، جامعة ولاية أوريغون
دكتوراه ، الكيمياء الحيوية ، كلية الطب بجامعة جونز هوبكنز
زميل ما بعد الدكتوراه ، جامعة كاليفورنيا ، لوس أنجلوس
