تضمین بقای مرجان ها با جهش ژنتیکی

برخی از مرجان ها صدها و حتی هزاران سال عمر می کنند. آن‌ها با ژن‌هایی متولد شدند که در نسل والدینشان موفق بوده اند، پس چگونه این مرجان‌های قدیمی هنوز هم می ‌توانند موفق باشند؟

به گزارش سیناپرس، به خصوص در شرایط آب و هوایی در حال تغییر، این امکان وجود دارد که تولید و فیلتر کردن جهش‌هایی که در بخش‌های مختلف یک مرجان بزرگ رخ می ‌دهند، به عنوان زمینه ‌ای برای اثبات ژنتیک تطبیقی برای آینده عمل کند. مطالعه جدید محققان دانشگاه استنفورد، ایستگاه دریایی هاپکینز و آکادمی علوم کالیفرنیا روش جدیدی را نشان می دهد که برخی از جانداران بسیار قدیمی ممکن است برای بقا از آن استفاده کنند.

پژوهشگران توضیح می دهند: انسان کل مجموعه ژن های خود را از والدین خود دریافت کرده و این تنها ژن هایی هستند که برای کل زندگی وجود خواهند داشت. این ژن ها همچنین تنها ژن هایی هستند که به فرزندان انسان منتقل خواهد شد. البته، چند استثنا وجود دارد، مانند جهش‌هایی که در سلول‌های اسپرم یا تخمک اتفاق می ‌افتند و ممکن است به نسل بعدی منتقل شوند.

تقریباً هر جانداری باید با مجموعه ‌ای از ژن‌ها زندگی کند که در طول حیاتشان تقریباً بدون تغییر باقی می ‌مانند، اما مطالعه اخیر روی مرجان‌های صخره‌های استوایی موضوع متفاوتی را نشان می ‌دهد. این جانداران  برای مدت بسیار طولانی دائماً در حال تغییر و آزمایش ژن های خود هستند و برخی از این تغییرات را به نسل بعدی منتقل می کند. به این ترتیب یک مرجان چند صد ساله ممکن است مخزن نوآوری ژنتیکی باشد و ممکن است به آماده سازی آنها برای تغییرات آب و هوایی کمک کند.

الورا لوپز-ناندام (Elora López-Nandam) پژوهشگر ارشد این مطالعات با نمونه برداری از شاخه های مختلف این جانداران درخت مانند، ژنوم مرجان ها را با دقت بررسی کرد. توالی های ژنوم کامل صدها مکان را در هر شاخه نشان دادند که در آن دی ان ای کمی متفاوت بود و این تفاوت ها نشان دهنده جهش های موضعی در این شاخه ها است.

سپس ناندام و همکارش ربکا آلبرایت (Rebecca Albright) از یک مرکز جدید در آکادمی علوم کالیفرنیا استفاده کردند تا همین مرجان ها را پرورش داده و ببینند کدام یک از جهش ها به گامت ها منتقل شده است. با کمال تعجب، از آنجایی که این اتفاق در انسان یا بیشتر حیوانات رخ نمی ‌دهد، بسیاری از جهش‌ها در بافت‌های طبیعی مرجان‌ها به گامت‌ها منتقل شد. این امر بدان معناست که جهش‌هایی که در طول رشد مرجان‌ها رخ می ‌دهند، می‌ توانند به نسل بعدی منتقل شوند.

اما انتقال جهش به فرزندان انسان می تواند آنها را با ژن های بالقوه بد به دنیا بیاورد. مطالعه ناندام نشان می دهد که مرجان ها این مشکل را با فیلتر کردن جهش ها قبل از تحویل به نسل بعدی کاهش می دهند.

به گزارش سیناپرس، با بررسی اینکه هر جهش در کجای ژنوم ظاهر می شود، محققان می توانند تغییراتی را بیابند که یک توالی پروتئین را تغییر می دهد. جهش های تصادفی، ژن های پروتئین را با سرعت های شناخته شده تغییر می دهند و این جهش ها اغلب مضراتی هستند که باعث بیماری ژنتیکی می شوند.

مطالعه ناندام نشان داد: جهش هایی که به نسل بعدی مرجان منتقل شدند، تغییرات پروتئینی بسیار کمتری داشتند. این یافته بدان معناست که مرجان‌ها به نوعی محتمل‌ترین جهش‌های مضر را فیلتر می ‌کنند و فقط تغییراتی را منتقل می ‌کنند که به سلول‌های مرجان آسیبی نمی ‌رساند یا به طور بالقوه برای آنها مفید است.

به گفته محققان، این جهش ها می توانند به تنوع ژنتیکی جمعیت مرجان ها بیفزایند و توانایی آنها را برای سازگاری با شرایط جدید افزایش دهند. در اکثر حیوانات این فرآیند زمانی اتفاق می ‌افتد که فرزندان جهش‌های جدیدی را به ارث می ‌برند که در تخمک‌ها و اسپرم‌های والدینشان اتفاق می ‌افتد، اما این اتفاق در حقیقت چندین نسل طول می ‌کشد.

به گزارش سیناپرس، شرح کامل این مطالعه در مجله تخصصی Proceedings of the Royal Society منتشر شده است.

مترجم: فاطمه امینی

No tags for this post.