به دست آوردن حداکثری دی ان ای از نمونه های قدیمی
به گزارش سیناپرس، موزه فیلد شیکاگو در دو طبقه زیر زمینی خود یک مرکز مخفی دارد. این مرکز منابع عظیمی از میلیون ها نمونه بیولوژیکی را در خود جای داده است تا دانشمندان در سراسر جهان از آنها در تحقیقات خود استفاده کنند. این نمونه ها شامل هزاران بطری و کوزه های حاوی ماهی، مارمولک و مار هستند که مانند یک کتابخانه کنار هم چیده شده اند.
بسیاری از این نمونه ها ده ها یا حتی قرن ها قدمت دارند و با ترکیبی از فرمالین و الکل کاملاً حفظ شده اند. اما فرآیندی که بافت ها را حفظ می کند، اغلب دستیابی به دی ان ای را برای مطالعات مدرن بسیار دشوار می کند.
با این حال، یک مطالعه جدید رویکردهای نوینی را برای به دست آوردن و به حداکثر رساندن دی ان ای قابل استفاده از نمونه های این بطری های چند ساله قدیمی نشان می دهد و از این تکنیک ها برای حل یک معمای دیرینه درباره یک مار کوچک از جزیره بورنئو استفاده می کند.
جاستین برنشتاین (Justin Bernstein) پژوهشگر ارشد این مطالعات از دانشگاه نیوارک می گوید: مطالعه اولیه روی گروهی از مارها به نام هومالوپساید یا مارهای گلی است که در جنوب و جنوب شرقی آسیا، گینه نو و استرالیا زندگی می کنند. ما از دی ان ای برای مطالعه تاریخ تکامل آنها استفاده می کنیم تا سعی کنیم گونه های جدید را توصیف کرده و بفهمیم چه اتفاقی برای این گروه‌ها افتاده است.
برای این پژوهش، یک حیوان به ویژه وجود داشت که برنشتاین و تیم تحقیقاتی او سعی داشتند آن را در یک گروه خانوادگی قرار دهند، یک مار قهوه ای مایل به سبز به طول شصت سانتیمتر به نام Hydrablabes periops. بنابراین تجزیه و تحلیل دی ان ای این مار می تواند نزدیک ترین خویشاوندان و در نتیجه خانواده اش را آشکار کند.
برنشتاین می گوید: حدود نیمی از تنوع مارهای گلی و انواع Hydrablabes از نمونه های قدیمی تری بودند که در شیشه های پر شده با مواد شیمیایی نگه داری می شدند و این مواد شیمیایی، دی ان ای را تجزیه می کند.
بخشی از فرآیند نگهداری جانوران در الکل، تثبیت آن ها با ماده ای به نام فرمالین است که محلولی از گاز فرمالدئید و آب است که بافت های جانوران را لاستیکی و سفت می کند. متأسفانه در این فرآیند دی ان ای در سلول های جانوران نیز تغییر می کند.
سارا روآن (Sara Ruane) یکی دیگر از پژوهشگران این مطالعات می گوید: در این فرآیند کاری به نام اتصال عرضی انجام می دهد که دی ان ای را به هم متصل می کند. اگر می خواهید دی ان ای را مطالعه کنید، باید آن را خنثی کرده یا سعی کنید آن پیوندهای عرضی را از دی ان ای خارج کنید.
او می افزاید: چنین نمونه های قدیمی نیاز به تکنیک های آزمایشگاهی جدید داشتند. به طور معمول، خارج کردن دی ان ای از نمونه بافت شامل افزودن آنزیم های گوارشی است که بافت را از هم جدا می کند. روآن می گوید: ما مجبور شدیم روش خروج دی ان ای را با گرم تر کردن آن برای مدت طولانی تر و استفاده بیشتر از این آنزیم های گوارشی اصلاح کنیم. این روش های آماده سازی برای سایر مارها در مطالعات قبلی مؤثر بوده است، اما تجزیه و تحلیل ژنتیکی حاصل هنوز هم حاوی شکاف های زیادی برای نمونه مار بورنئو بود.
در ادامه برنشتاین توضیح می دهد: مواد شیمیایی که برای حفظ مارها استفاده می شوند، دی ان ای آنها را به کدهای کوتاه تری تبدیل می کنند که مقایسه آنها را با ژن های طولانی تر و کامل تر از نمونه های دیگر سخت می کند.
وی افزود: اولین نرم افزاری که استفاده کردم، درک میزان تکه تکه شده های دی ان ای در نمونه های مورد مطالعه را دشوار می کرد، اما تغییر به نرم افزار دیگری که تکه های کد ژنتیکی را تجسم می کرد، دیدن مشکلات را آسان تر کرده و حتی قطعات کوچکتر و تکه تکه شده کد را می توان به مجموعه داده های منتشر شده بزرگتر اضافه کرد تا به ساخت یک درخت تکاملی کمک کند.
به گزارش سیناپرس، برنشتاین در پایان گفت: یکی از جنبه های مهم این پژوهش شفاف بودن در مورد مشکلات استفاده از نمونه های قدیمی تر و عیب یابی مورد نیاز برای مطالعه آنها بود. من می خواستم به دانشمندان نشان دهم که هنوز هم می توان با این نمونه های قدیمی کار کرد و این امر فقط به کمی تغییر نیاز دارد.
شرح کامل این پژوهش و یافته های حاصل از آن در آخرین شماره مجله تخصصی Frontiers in Ecology and Evolution منتشر شده است.
مترجم: فاطمه امینی
