گونه ها برای رسیدن به ویژگی یکسان مسیرهای ژنتیکی مختلفی طی می کنند!

بیگ بنگ: یافته جدید تکاملی! با استفاده از ابزارهای مولکولی مدرن و میدانی، جی استورز و همکاران زیست شناسش در دانشگاه نبراسکا لینکلن برای نخستین بار نشان دادند که گونه های مختلف می توانند مسیرهای ژنتیکی مختلفی را برای رشد صفات یکسان طی کنند. 

جی استورز (سمت چپ)، سوزان جی روزووسکی استاد علوم زیستی و چاندراسخار ناتاراجان، استادیار علوم زیستی.

جی استورز (سمت چپ)، سوزان جی روزووسکی استاد علوم زیستی و چاندراسخار ناتاراجان، استادیار علوم زیستی.

به گزارش بیگ بنگ، استورز، سوزان جی روسووسکی استاد علوم زیستی می گوید: «سوالی که مدت طولانی در ژنتیک تکاملی وجود دارد در مورد پیش بینی تغییرات ژنتیکی است.» به عبارت دیگر، آیا گونه هایی با صفات مشترک، مفید، تحت تغییرات ژنتیکی مشابهی قرار می گیرند تا آن صفات را تکامل دهند؟ یا اینکه این صفات از طریق مسیرهای ژنتیکی مختلف و در نتیجه غیر قابل پیش بینی رشد می یابد؟

به نظر می رسد که انتخاب طبیعی، یک روند تکاملی اولیه، به طور دقیق می تواند صفات مفید را در گونه های مختلف ِ مشابه تولید کند. اما در سطح مولکولی، تغییرات تکاملی تمایل دارد تا بسیار منحصر به فرد باشد و در نتیجه به مراتب کمتر قابل پیش بینی خواهد بود. برای یافتن این موضوع، استورز برایدرک زندگی پرندگان به کوه های آند امریکای جنوبی رفت. با مقایسه گونه های پرندگان در ارتفاع بالا با همتایان خود در دشت، تیم او مشخص کردند که سلول های قرمز خون پرندگان در ارتفاع بالا با پروتئین هموگلوبین تکامل یافته بود که مولکول های اکسیژن را به صورت سریع تر متصل می کرد. این صفت، گونه های زنده را در شرایطی با اکسیژن کم، مانند کوه مجهز می ساخت.

استورز و تیم او پروتئین های هموگلوبین را از گونه های متعدد پرندگان در ارتفاع بالا مورد آزمایش قرار دادند و تفاوت، یا جهش در آرایش پروتئین را که مسئول این صفت در ارتفاع بالا بود، مشخص کردند. در اغلب موارد، تغییر در عملکرد پروتئین در میان گونه های مختلف با جهش مختلف ایجاد می شده است. استورز گفت: «این نشان می دهد که بسیاری از جهش های احتمالی وجود دارد که همه می توانند اثر فنوتیپی یکسان(صفت) تولید کند. ما نمی توانیم پیش بینی کنیم که کدام جهش خاص مسئول این تغییرات هستند.»

event-579-1467309536-national-healthcare-expansion-innovation-series-largeیکی از دلایل ممکن برای این قابلیت تنوع این است که در طول تکامل هموگلوبین گونه های مختلف هر مجموعه منحصر به فرد انباشته شده خود از جهش را به همراه دارد. با توجه به این پیشینه ژنتیکی مجزا، جهشی که اثری سودمند در یک گونه تولید کند، ممکن است اثر مضری در گونه های مختلف تولید کند. برای آزمایش این تئوری، تیم استورز از ابزار مهندسی ژنتیک برای بازسازی و احیای پروتئین هموگلوبین در چند گونه پرنده نیایی استفاده کرد، از جمله جد مشترک همه پرندگان، که بیش از ۱۰۰ میلیون سال پیش وجود داشته است. با مهندسی جهش هموگلوبین در ارتفاع بالا درون پروتئین های پرنده نیایی منجر به اثرات بسیار متفاوت پرندگان معاصر می شود.

همانطور که تکامل یا فرگشت در طول زمان پیشرفت کرد، جهش های مختلفی در گونه ها و ویژگی های متمایز تجمع می یابند. انتخاب طبیعی فشار مشابهی برای گونه ها در انطباق آنها با رفتن به ارتفاعات بالاتر اعمال می کند، اما این انطباق باید مسیرهای ژنتیکی مختلفی را برای رسیدن به آن اتخاذ کند. استورز گفت: « این یک پدیده جدید است که یافته های ما به نشان دادن کمک کرده است.» تیم او اکنون درباره کشف تأثیرات تاریخی در سازگاری ژنتیکی می پردازد. جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریه ی Science منتشر شده است.

ترجمه: سپیده محمدزاده / سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sciencedaily.com


(8 نفر , میانگین : 4٫75 از 5)

لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=58614


توجه : هرگونه استفاده از این مطلب بدون ذکر نام 'سایت علمی بیگ بنگ' و لینک به این مقاله غیر قانونی و از لحاظ اخلاقی غیر انسانی می باشد، لطفا به حقوق مولف احترام بگذارید.

مطالب علمی مرتبط

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *