ارتباط ژن ویروس‌ها با بالدار شدن شته‌ها
 

بسیاری از ویژگی های یک موجود زنده متأثر از تغییرات و خصوصیات محیطی است که در آن زندگی می کند. این خصلت ها به عنوان ویژگی هایی که از لحاظ فنوتیپی قابلیت تحول و تغییر دارند شناخته می شوند و اهمیت آنها از آن جهت است که به یک موجود زنده امکان می دهند از عهده شرایطی که محیط های غیر قابل پیش بینی بر سر راهش قرار می دهند بر آید. اما چه مکانیسم های ژنتیکی در پس این ویژگی های رفتاری نهفته اند چیست؟

دو دانشمند، یکی زیست شناس از دانشگاه راچستر و دیگری میکروبیولوژیست از دانشگاه تنسی ویژگی های تغییرپذیر فنوتیپی را در شته های نخود فرنگی مورد مطالعه قرار دادند. آنها برای نخستین بار ژن هایی را کشف کردند که تعیین می کنند آیا شته های مادر در پاسخ به محیط زندگی باید نوزادان بالدار به دنیا بیاورند یا این نوزادان باید بدون بال متولد شوند. این دو دانشمند در مقاله تازه ای که در ژورنال Current Biologyمنتشر شد روی این موضوع تمرکز کرده اند که چگونه ویژگی های تغییرپذیر فنوتیپی تحول پیدا می کنند و پرسش هایی درباره تکامل ویژگی های حساس به محیط مطرح می کنند.

شته های نخود سبز حشراتی هستند که به سرعت تکثیر می شوند و نوزادانی بی بال به دنیا می آورند. بیشتر باغبان ها می دانند که ممکن است جمعیت شته ها خیلی سریع لبریز شود و درخت میزبانی که رویش زندگی می کنند و غذایشان را از آن به دست می آورند را نابود کنند. هنگامی که جمعیت شته های یک محیط بیش از حد زیاد می شود، شته های ماده شروع به زاد و ولد می کنند و به جای زایش نوزادانی که به طور معمول بدون بال هستند، نوزادانی به دنیا می آورند که بالدار هستند. نوزادان بالدار می توانند بعد از مدتی پرواز کنند و گیاهان جدیدی را که جمعیت شته کمتری دارند برای زندگی انتخاب کنند.

میلیون ها سال است که شته ها این حقه را به کار می برند. اما بعضی از شته ها در مقایسه با بعضی دیگر نسبت به شلوغی و ازدحام حساس تر هستند.

پژوهشگران از تکنیک های ژنتیک تکاملی و بیولوژی مولکولی برای شناسایی ژن هایی که تعیین می کنند شته ها تا چه میزانی نسبت به شلوغی از خود واکنش نشان می دهند استفاده کردند. آنها در کمال تعجب متوجه شدند ژن هایی که کشف کرده اند متعلق به ویروسی هستند که جداگانه با ژنوم شته ترکیب می شود. این ویروس که از گروه ویروس های حشرات به نام «دنسوویروس» (densovirus)است میزبان خود را وادار می کند تا نوزادانی بالدار به دنیا بیاورد. به عقیده پژوهشگرها، ویروس این رفتار را از خود نشان می دهد تا خودش راحت تر بتواند منتشر شود. آنها پی بردند که ژن این ویروس همان عملکرد زایش نوزادان بالدار را حفظ کرد، حتی بعد از این که منتقل و با ژنوم شته ترکیب شد.

این نمایانگر نقش جدید ژن های ویروس ها است که ژنوم آنها را برای مقاصد دیگر انتخاب کرده است، مانند تعدیل کردن فنوتیپ های تغییرپذیر. ژن های میکروبی امکان تلفیق شدن با ژنوم های جانوری را دارند و این فرایند در حوزه تکامل حائز اهمیت است.

دی ان ایی که از موجودات زنده دیگر مثلاً ویروس ها به ارث رسیده باشد توسط میزبانش بروز داده نمی شود، چون به سرعت غیر فعال یا حذف می شود. با این وجود، مثال هایی در بیشتر موجودات زنده و حتی انسان ها دیده شده اند که در آنها ژنوم ها خود ژن ها را گزینش می کنند. برای مثال در انسان ها، ژنی که یک لایه غشایی بین جفت و جنین ایجاد می کند توسط یک «ویروس پسگرد» (Retrovirus) انتخاب می شود.

این دو پژوهشگر یک مورد آشکار پیدا کردند که در آن ژن های خارج از بدن یک موجود زنده توسط ژنوم خود آن موجود انتخاب شدند تا قدرت پاسخ تغییر پذیر به دگرگونی های محیطی را تعدیل کنند. در نتیجه، ژن های میکروبی می توانند نقش مهمی در تکامل حشرات و جانوران داشته باشد. حتی در ویژگی های قدیمی نیز ژن های جدید می توانند در شکل گیری ویژگی های تغییرپذیر ایفاگر نقش باشند و می توانند به موجودات زنده کمک کنند تا با دنیای غیر قابل پیش بینی خود را وفق دهند و با آن کنار بیایند.

تفاوت های ژنتیکی بین بادام های تلخ و شیرین

هزاران سال است که بادام جایگاه ویژه ای در رژیم غذایی انسان ها دارد، حتی قبل از این که بشر آنها را کشت کند و طعم آنها را از تلخی به شیرینی تغییر دهد. در انجیل، کتاب مقدس مسیحیان بخش هایی وجود دارد که به تلخی این میوه اشاره کرده اند. در متون قدیمی یونانی های تولید کننده بادام نیز ذکر شده است که فرو کردن تکه هایی از کاج به درون تنه درختان بادام سبب می شود میوه های آن شیرین تر شوند. امروزه تصور می شود که انجام چنین کاری به درختان بادام استرس وارد می کند و مانع از این می شود که آنها «آمیگدالین» تولید کنند. آمیگدالین همان ترکیب شیمیایی سمی است که باعث تلخ شده مزه بادام می شود. آن چه پژوهشگرهای امروزی را ترغیب کرده تا روی بادام مطالعه کنند پی بردن به تفاوت های ژنتیکی بین بادام های تلخ و بادام های شیرین است.

برای نیل به این هدف، پژوهشگرهایی از کشورهای اسپانیا، سوئیس، دانمارک و ایتالیا تیمی علمی را تشکیل داده اند تا روی عوامل ژنتیکی تأثیرگذار بر طعم بادام های وحشی تلخ و بادام های پرورشی شیرین مطالعه کنند. آنها به تفاوت ژنتیکی بین این دو نوع بادام پی بردند و در مقاله ای که در ژورنال Scienceمنتشر کردند توضیح دادند که چگونه توانستند توالی ژنوم های بادام را شناسایی و بخش هایی از این توالی را در بادام های تلخ و شیرین با هم مقایسه کنند.

این تیم پژوهشی توالی ژنوم های بادام را مرتب کرده و با مطالعه تفاوت های انواع بادام تعیین کردند که کدام بخش از ژنوم مسبب تولید ماده آمیگدالین است. این کار اصلاً ساده نبود زیرا پژوهشگران دو سال تمام روی این کار وقت گذاشتند تا سرانجام چیزی را که می خواستند پیدا کردند. آن چه در جستجویش بودند bHLH2نام دارد. آنها دریافتند که در درختان بادام وحشی، ژن bHLH2به دو ژن دیگر می چسبد و موجب تولید آمیگدالین می شود. در بادام های پرورشی شیرین نسخه جهش یافته ای از bHLH2وجود دارد که قادر نیست به ژن ها بچسبد، در نتیجه آمیگدالین تولید نمی شود.

کشت و فروش بادام تجارت گسترده ای است. آمارهای جدید نشان می دهند که ایالت کالیفرنیا به تنهایی در سال گذشته حدود ۳۵ر۲ میلیارد پوند (تقریباً ۱۱۷۵ میلیارد گرم) بادام تولید کرد. در حال حاضر گاهی طبیعت هم در کوشش های انسان ها برای کشت بادام دخالت کرده و کاری می کند تا برخی از درختان بادام با نسخه وحشی bHLH2رشد کنند، یعنی بادام های تلخ بار دهند. اما تولیدکنندگان توانایی شناسایی این درختان را ندارند.

بنابراین زمانی به ماهیت آنها پی می برند که کاملاً رشد کرده اند و توانایی میوه دادن را دارند. در این مرحله به محض جوانه زدن می‌توان آنها را آزمایش کرد تا آنهایی را که در نهایت رویشان بادام‌های تلخ به بار می نشینند شناسایی شوند.

code

Email this page

نسخه مناسب چاپ