یک ژن تغییر یافته می تواند باله ماهی را بیشتر شبیه اندام کند علوم پایه


اندام می تواند بسیار مفید باشد. اعم از بال خفاش ، پای کشیده یک قورباغه تندرست یا دستان خود ، اندام ها در طول زمان با انواع اکوسیستم ها و عملکردها سازگار شده اند.

اندام اولیه بیش از 375 میلیون سال پیش است. فسیل ها به زیبایی نشان داده اند كه چگونه پره های گوشتی ماهیان باستان بیشتر و بیشتر به اندام شباهت دارند و به اجداد دوزیستان ما اجازه می دهند به ساحل بیایند. این موجودات ، مانند ما ، به عنوان tetrapods – یا “چهار اندام” شناخته می شوند. اکنون تحقیقات در مورد ماهی های مدرن ، که برای علاقه مندان به آکواریوم آشناست ، بینش جدیدی در مورد مبانی ژنتیکی این تغییر متعالی ارائه داده است. M. Brent Hawkins ، زیست شناس بیمارستان کودکان بوستون و همکارانش مطالعه ای را امروز در قفس که جهش در هر دو ژن ماهی گورخر را نشان می دهد می تواند یک باله بسیار شبیه اندام در این ماهی ها ایجاد کند. محققان با استفاده از تکنیک های ویرایش ژن برای تولید مثل جهش در آزمایشگاه ، توانستند تعیین کنند که چگونه برخی از ماهی های گورخر باله هایی تولید می کنند که اشتراکات بیشتری با دستان ما دارند.

یافتن ژن های مربوطه با جستجوی ماهی با جهش های خاص آغاز شد. آزمایشگاه هریس ، که هاوکینز بخشی از آن است ، بیش از 10 هزار حیوان جهش یافته را از نظر برخی نقص های اسکلتی آزمایش کرده است. از جمله آنهایی که بیرون زدند ، ماهی گورخر بود که استخوان های اضافی در باله های آنها وجود داشت. مانند موش های آزمایشگاهی و مگس های میوه ای ، ماهی گورخر حیوانات کلاسیک برای درک ژنتیک و رشد است. آنها به عنوان ماهیان استخوانی تله استخوانی طبقه بندی می شوند که باله های آنها را در پرتوهای نوک تیز پشتیبانی می کنند. فقط برخی از ماهیان جهش یافته گورخر دارای باله هایی بودند که استخوان های اضافی داشتند. نه تنها این ، بلکه استخوان های جدید به ماهیچه ها متصل شده و حتی مفاصل را درست مثل یک اندام فرم می دادند. “یافتن ماهی با استخوان های باله اضافی که هرگز نباید در آنجا وجود داشته باشد دقیقاً” Eureka بود! ” هاوکینز گفت: “لحظه ای.”

از همه جالب توجه تر ، استخوان های جدید به تغییرات دیگری در آناتومی ماهی احتیاج داشتند. هاوکینز گفت: “از آنجا که تکامل یک روند یکپارچه است ، این جهش باعث ایجاد استخوان جدید می شود ، اما همچنین باعث ایجاد و ایجاد تغییراتی در عضلات می شود.” با یک جهش ، باله ها بیشتر شبیه دست می شوند. بنابراین هاوکینز و همکارانش تلاش کردند تا دریابند چه عواملی می تواند مسئول چنین تغییری باشد.

هاوکینز و همکارانش با گورخرماهی که جهش های آشکاری داشت ، از روشی به نام غربالگری ژنتیکی رو به جلو برای یافتن ژن های مسئول اندام های شبیه باله استفاده کردند. محققان دو مورد را شناسایی کرده اند – معروف به vav2 و waslb – این بر جهش تأثیر می گذارد. برای تأیید پیوند ، محققان با استفاده از تکنیک های ویرایش ژن CRISPR ماهی گورخر با پره های اندام مانند را در آزمایشگاه ساختند و ارتباط بین ژن ها و آناتومی را تأیید کردند.

هاوکینز گفت: “ما قبل از کشف آن ، تصوری از این ژن ها در ایجاد اسکلت نداشتیم.” تصور می شد که هر دو ژن در حفظ سلول نقش دارند و هیچ کس مشکوک نیست که آنها می توانند نقش بیشتری در سازمان اسکلت داشته باشند. با شوک های گسترده ، هر یک از این دو ژن می توانند به نوعی ژن های شناخته شده ای را تنظیم کنند که الگوی باله ها را در ماهی ها تنظیم می کنند.

گورخر با اندام

این تصویر نشان می دهد که چگونه ماهیان گورخری جهش یافته اندام خود را نزدیک به اندام خود تبدیل می کنند.

(M. برنت هاوکینز)

مک گیل ایهاب ابوحیف ، کارشناس توسعه دانشگاه ، که در این سند مشارکت نداشت ، گفت: “این مطالعه” نوآورانه “است. هنگامی که یک ژن واحد نقش جدیدی را به عهده می گیرد ، می توان ناگهان یک ساختار کاملاً جدید و پیچیده ظهور کرد و سپس با انتخاب طبیعی بیشتر شکل گرفت. این موتور اصلی تکامل است – هر فرد دارای تغییراتی است که توانایی زنده ماندن و تولید مثل را تحت تأثیر قرار می دهد ، و تغییراتی که به فرزندان بیشتری منجر می شود منتقل می شود تا در صورت تغییر چشمگیر ارگانیسم ها بیشتر اصلاح شود. ابوحیف می گوید: “پتانسیل پنهان تولید عناصر جدید در باله ماهی که مانند اندام های تتراپود به نظر می رسد ذهن را به وجود می آورد.”

به طور طبیعی ، هاوکینز و همکارانش جهش های مدرن ماهی را در نظر می گیرند که به گروه متفاوتی از اجداد دور ما تعلق دارند که بیشتر شبیه ماهی های ریه بودند. در حالی که ماهیان گورخر معمولاً دارای باله هایی هستند که توسط پرتوهای مشابه ستون فقرات پشتیبانی می شوند ، اجداد دور ما دارای باله هایی هستند که توسط شاخه های ضخیم قسمت های اسکلتی پشتیبانی می شوند ، که معادل تشریحی استخوان های بازو و پاهای ما هستند. هاوکینز یادآور می شود ، نکته مهم این است که ژن های درگیر و فعل و انفعالات بیولوژیکی که به آنها اجازه می دهد بر الگوهای بدن تأثیر بگذارند بسیار بسیار قدیمی هستند. واقعیتی که مگس های میوه ای دارند vav2 و waslbهمچنین به این معنی است که این ژن ها از حیوانات اولیه نشأت گرفته اند و بعداً از ماهی های ماقبل تاریخ به ارث رسیده اند.

درک این مسیرهای توسعه ممکن است کلید کشف آنچه در میلیون ها و میلیون ها سال پیش رخ داده است باشد. ابوحیف می گوید: “این جهش های دقیق ، حتی اگر در تتراپودها دیده نشود ، بینش جدیدی در مورد چگونگی تکامل اندام اولیه تتراپادها فراهم می کند.”

ماهی های باستانی مدت زیادی قبل از وقوع واقعه امکان تشکیل اندام را داشتند و احتمالاً شانس به برخی از جهش یافته های باستان این امکان را می داد که شیوه جدید زندگی را معرفی کنند که آنها را به ساحل دورتر و دورتر می برد. هاوکینز گفت: “آنچه جهش یافته های ما کشف می کنند این است که توانایی پنهان برای انجام کارهایی مانند اندام در ماهیان مولد استخوان از قبل وجود داشته است و این فقط یک نوآوری خاص تتراپود نبوده است.” و چنین تغییراتی فقط به ماهی محدود نمی شود. از یک جهت مشاهده می شود ، انسان به سادگی نوعی ماهی کاملاً اصلاح شده است و بدن ما دقیقاً تحت تأثیر این نوع سوزن سوزن شدن است. هاوکینز می پرسد: “اگر ماهی بتواند اندامی درست کند ، مردم چه کاری می توانند انجام دهند؟”




منبع: khabar-top.ir

دیدگاهتان را بنویسید

Comment
Name*
Mail*
Website*