تقرير درة | تأثير الجينات التكميلية على العمليات البيولوجية.. عبر حمض نووي غريب
تكبير الخط ؟
يسعى الباحثون إلى إيجاد طرق جديدة لهندسة الحياة، تهدف إلى التخلص من انبعاثات الميثان بشكل كبير.
يأتي ذلك، من خلال معرفة المزيد عن الطريقة التي تستخدم بها الكائنات الحية تلك الحزم غير العادية من المعلومات خارج الصبغية.
وبحسب العلماء، يبدو أن مجموعات غريبة من الجينات التكميلية، الملقبة بالحمض النووي “Borgs”، تشحن الميكروبات التي تمتلكها.
ويشير الباحثون إلى، أن ذلك يمنحها قدرة خارقة على استقلاب المواد في بيئتها بشكل أسرع من منافسيها.
كان العلماء قد استمروا في تحليل تنوع تسلسل الميكروبات التي تتغذى على الميثان في هذه المستودعات الجينية غير العادية.
وجاء ذلك في أعقاب دراسة نشرت العام الماضي، في محاولة لمعرفة المزيد عن تطور الحياة.
وثبت أن عناصر الحمض النووي الغامضة هذه، تؤدي خدعة مماثلة من خلال امتصاص الجينات المفيدة من العديد من الكائنات الحية المختلفة، وذلك على مدى فترات زمنية طويلة.
وقال الباحثون، أنه تم اكتشاف هذه الجينات الوراثية في ميكروب يستهلك الميثان، ويسمى Methanoperedens.
ويعتقد العلماء، أنها تمكنت من تحسين نفسها على مدى آلاف السنين لتضخيم قدرة الكائن الحي على امتصاص الميثان.
وفي دراسة حديثة، ومن خلال تحليل الجينوم المتقدم، تم الكشف عن أن Borgs تتطابق مع الكثير من جينات استقلاب الميثان في Methanoperedens نفسها.
وفي الواقع، تمتلك بعض Borgs جميع الآليات المطلوبة للتهام الميثان بمفردها، بشرط أن تكون داخل خلية قادرة على التعبير عن جينات Borg.
ويعتقد العلماء، أن Borgs هي شكل من أشكال الحمض النووي المعروف باسم عنصر خارج الصبغيات (ECE).
ويرى الباحثون أن هذه الحزم توجد من المواد الجينية خارج كروموسومات الكائن الحي، وهي مزودة بأدوات تسمح بالتمثيل الجيني.
وعلى عكس ECEs الأخرى، فإن Borgs لها هيكل خطي وليس دائري، كما أنها أطول بكثير من المعتاد.
وأكد الباحثون أن ذلك كان في العينات المأخوذة من التربة الجوفية وطبقات المياه الجوفية ومجاري الأنهار.
واكتشف الفريق البحثي أيضًا، 19 منطقة Borgs ECEs مميزة، بما في ذلك أربعة تسلسلات كاملة.
ويفترض العلماء، أن Borgs قد تكون شظايا متبقية من مجموعة واسعة من الميكروبات التي تمتصها Methanoperedens
يأتي ذلك، على الرغم من أن كل ميكروب Methanoperedens لا يحتوي على Borgs.
وأحد التفسيرات لذلك، هو أن Borgs تعمل كمخازن للجينات الأيضية التي تكون مطلوبة فقط في أوقات محددة – مثل عندما يكون هناك الكثير من الميثان حولها.
ويعني ذلك، أن بعض ميكروبات Methanoperedens يمكنها تجاوز قدرتها الطبيعية على استهلاك الميثان، وذلك بفضل وجود Borgs.
وبحسب الفريق البحثي، لا يزال هناك الكثير لتفكيكه، حول هذه الأجزاء الرائعة من الحمض النووي.
وتقول عالمة البيئة جيليان بانفيلد، من جامعة كاليفورنيا، بيركلي: “هناك دليل على أن أنواعا مختلفة من Borgs تتعايش أحيانا في نفس الخلية المضيفة Methanopreredens.
وتضيف، “هذا يفتح إمكانية أن Borgs، يمكن أن تنشر الجينات عبر الأنساب”.
ويدرس الباحثون الآن عن كثب كيف يمكن أن تؤثر Borgs على العمليات البيولوجية (في طريقة تطور الخلايا) والجيولوجية (في الطريقة التي يتم بها التقاط غاز الميثان الإضافي من البيئة المحيطة).
ويتم إجراء العمل الميداني بالتوازي مع التحليل المختبري للكشف عن المزيد حول كيفية عمل Borgs غير العادية هذه، ولتتبع تاريخ يمكن أن يمتد إلى مليارات السنين.
ويقول عالم البيئة كينيث ويليامز، من مختبر لورانس بيركلي الوطني في كاليفورنيا: عن البحث الذي نشر مؤخرًا في مجلة Nature، “تخيل خلية واحدة لديها القدرة على استهلاك الميثان.
وأردف قائلا، “الآن.. تضيف عناصر وراثية داخل تلك الخلية، يمكنها أن تستهلك الميثان بالتوازي، وتضيف أيضا عناصر وراثية تمنح الخلية سعة أكبر”.
