شناسایی رویداد ِ تکاملی نادر

0
508

بیگ بنگ: محققان رویدادی نادر را تجربه کردند که شاید پازل تکاملی پیرامون تکثیر اینترون- توالی کد گذاری نشدۀ DNA واقع در ژن- در یک ژنوم را حل کند. این نتایج به سؤالات اساسی در مورد تکامل گونه های جدید می پردازد و می تواند درک ما را در توصیف ژن و علل بیماری هایی مانند سرطان گسترش دهد.

جوانه زدن مخمر، اینترون کدگذاری نشده ی جدیدی که به ژنوم خود اضافه کرده است.
جوانه زدن مخمر، اینترون کدگذاری نشده ی جدیدی که به ژنوم خود اضافه کرده است.

به گزارش بیگ بنگ، قبل از اینکه پژوهشگران دانشگاه تگزاس در آستین شاهد این رویداد باشند، نزدیک به نیم تریلیون تلاش در این باره صورت گرفته بود. اسکات استیونس، استادیار علوم زیستی مولکولی می گوید: «تا به امروز، تنها راهی که می شد محققان تکامل اینترون را ردیابی کنند از طریق تحلیل فیلوژنتیک بود که روابط تکاملی میان مجموعه ای از موجودات مرتبط را بررسی می کند. کار ما اولین تأیید تجربی است که چگونگی انتقال اینترون به موجود زنده را نشان می دهد.» مدت زمان طولانی است که دانشمندان می دانند بسیاری از DNA موجود در داخل ژنوم هر موجود زنده ای برای مولکول ها یا پروتئین های کاربردی کد گذاری نمی شود. با این حال، تحقیقات اخیر نشان داد که این توالی ژنتیکی، که در گذشته اشتباهی DNA”جانک (بی استفاده)” نامگذاری شده بود، دارای اهمیت عملکردی است.

این اینترون ها استثنا نیستند. اکنون می دانیم آنها نقشی در توصیف ژن ها بازی می کنند، اینترون ها بخشی از توالی ژن ها هستند و قبل از اینکه ژن ها به پروتئین تبدیل شوند از RNA حذف یا جدا می شوند. هنگامی که یوکاریوت ها ابتدا از باکتری ها جدا شدند، تهاجم عظیمی از اینترون ها در ژنوم وجود داشت. همه یوکاریوت های زنده – از مخمر تا پستانداران – این جد مشترک را سهیم هستند، در حالی که موجودات ساده تر مانند مخمر بیشتر اینترون ها خود را از بین می بردند، موجودات زنده مانند پستانداران به طور قابل توجهی موجودی اینترونی خود را گسترش دادند. انسان بیش از ۲۰۰،۰۰۰ اینترون دارد که تا حدود ۴۰ درصد از ژنومش را تشکیل می دهد.

در مقاله حاضر، استیونس و همکار نویسنده اش، سوجین لی، فارغ التحصیل سابق زیست شناسی سلولی و مولکولی در دانشگاه تگزاس در آستین، با استفاده از یک روش گزارش گیری جدید به طور مستقیم از بین رفتن و به دست آوردن اینترون را در هنگام جوانه زدن مخمر(Saccharomyces cerevisiae) شناسایی کردند. این تیم نزدیک به نیم تریلیون مخمر را آزمایش کردند و تنها دو نمونه پیدا کردند که در آن اینترون به یک ژن جدید اضافه شده بود. مکانیسم پیشنهادی برای این افزودگی، معکوس واکنش جداسازی است.

به طور معمول، برای ایجاد پروتئین، RNA دستورالعمل ها را از DNA می خواند و از کدهای درون اینترون صرف نظر می کند. اما در این دو نمونه، این سلول DNA را در جهت معکوس می خواند و سبب می شود اینترون ها آن را در RNA تولید کنند، در نتیجه باعث ایجاد تغییر ژنتیکی دائمی می شود. اینها، دستاوردهای اینترون نامیده می شوند و اگر در طول زمان جمع گردند، می توانند در توسعه گونه های جدید و همچنین بیماری های انسانی نقش داشته باشند.

استیونس می گوید:« ما در این پروژه نشان دادیم که اینترون همچنان دستاوردهایی دارد، اگر چه این دستاوردها از نظر زمانی نادر هستند. اما آیا اینترون می تواند محرک تکامل باشد؟ اگر این توالی به موجودات زنده مزیت انتخابی بدهد و در یک جمعیت ثابت شود، بعضی دیگر نشان می دهند که می توان آن را عامل مهمی در ایجاد گونه های جدید دانست.» با این حال این موضوع برای پیشرفت تکاملی مهم است، زیرا بیماری هایی مانند سرطان با حذف نادرست اینترون ها از RNA ارتباط دارد. استیونس می افزاید: « ما در حال پژوهش و کار برای درک بیشتر اثرات این فرآیند در تاریخ ژنتیکی، همچنین آینده و چشم اندازهای درمان بیماری ها هستیم.» جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریه ی PNAS منتشر شده است.

ترجمه: سپیده محمدزاده / سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sciencedaily.com



ارسال یک پاسخ

لطفا دیدگاه خود را وارد کنید!
لطفا نام خود را در اینجا وارد کنید

این سایت از اکیسمت برای کاهش هرزنامه استفاده می کند. بیاموزید که چگونه اطلاعات دیدگاه های شما پردازش می‌شوند.