أخبار:أكبر جينوم تمت سلسلته كان للسمكة الرئوية، 30 ضعف الجينوم البشري
- السمكة الرئوية الأمريكية الجنوبية صاحبة أكبر جينوم تمت سلسلته، والذي بلغ 30 ضعف الجينوم البشري.
في 20 أغسطس 2024، قام العلماء بسلسلة 91 بليون زوج قاعدي لجينوم السمكة الرئوية، الذي يجعلها صاحبة أكبر جينوم تمت سلسلته حتى الآن، ويبلغ 30 ضعف الجينوم البشري. وبحسب أكسل ماير، أحد المشاركين في الدراسة وعالم الأحياء في جامعة كونستانس الألمانية، والتي نشرتها مجلة نيتشر، فإن هذا الاكتشاف "يشكل لغزاً حقيقياً، فكيف تكون السمكة الرئوية الأمريكية الجنوبية محل الدراسة، قادرة على تحمل مثل هذا الجينوم الكبير".
لماذا السمكة الرئوية؟
تثير الأسماك الرئوية اهتمام الباحثين لأنها الأقارب الأحياء لأولى المخلوقات رباعية الأرجل، والتي تعد أسلاف جميع الفقاريات. تطورت هذه الكائنات رباعية الأرجل المبكرة لتترك الماء وتعيش على الأرض خلال العصر الديڤوني، بين 419 مليون و359 مليون سنة مضت. ومن بين الأسماك، تعد الأسماك الرئوية أقرب الأقارب للإنسان.
في السابق، فك العديد من الباحثين أنفسهم شفرة جينوم السمكة الرئوية الأسترالية عام 2021. في ذلك الوقت، كان يُعتبر أكبر جينوم لأي حيوان تم تسلسله على الإطلاق، حيث يحتوي على 43 بليون زوج قاعدي. تتفوق السمكة الرئوية الأمريكية الجنوبية الآن على نظيرتها الأسترالية، حيث تتميز بجينوم أكبر من ضعف حجمها. كما أنها تتفوق حتى على الجينوم البشري، الذي يحتوي على أقل من ثلاثة بليون زوج قاعدي. يقول ماير في بيان: "18 من أصل 19 كروموسومًا للسمكة الرئوية الأمريكية الجنوبية أكبر حجمًا بشكل فردي من الجينوم البشري بأكمله".[1]
سر الجينوم الضخم
لماذا يكون جينوم سمك الرئوية ضخمًا إلى هذا الحد؟ يقول الباحثون إنه في الغالب عبارة عن "حمض نووي غير مرغوب فيه" لا يخدم غرضًا كبيرًا. يأتي هذا الحمض النووي من تسلسلات الحمض النووي التي تسمى الجينات القافزة المستقلة- أو الجينات المتنقلة - والتي يمكنها نسخ نفسها وتغيير مواقعها على الجينوم بمرور الوقت، مما يتسبب في توسعه. هذه الجينات شائعة أيضاً بين البشر، لكن جنسنا لديه آليات مدمجة للتحكم فيها. وفي الوقت نفسه، فإن الأسماك الرئوية الأمريكية الجنوبية لديها ضوابط أضعف كثيراً. وعلى هذا النحو، يتوسع جينوم هذا النوع بسرعة أكبر من أي مخلوق معروف ــ وهو أمر أخرق. ففي كل عشرة ملايين سنة من تطورها، نما جينوم الأسماك الرئوية بحجم الجينوم البشري بأكمله.
وعلى الرغم من هذا النمو السريع، فإن الحمض النووي للأسماك الرئوية مستقر. وفي ظل الظروف المناسبة، قد تساعد هذه الجينات القافزة الأسماك على التكيف مع البيئات والظروف المتغيرة، وفقًا لتقرير إليزابث پنيسي لمجلة ساينس. وقد يؤدي الجينوم الذي يحتفظ ببياناته الفوضوية أيضًا إلى دفع تطور جينات جديدة. وبمقارنة جينومات أنواع الأسماك الرئوية، كشف الفريق أيضًا عن أدلة على تطور الفقاريات رباعية الأرجل. على سبيل المثال، لا تزال الأسماك الرئوية الأسترالية تتمتع بالزعانف الشبيهة بالأطراف والتي سمحت لأقاربها الأوائل بالانتقال إلى اليابسة من الماء. ومع ذلك، تراجعت زعانف الأسماك الرئوية الأفريقية والأمريكية الجنوبية إلى خيوط رفيعة تشبه الخيوط في آخر 100 مليون عام. ووجدوا أن الجين المسمى القنفذ سونيك- والذي سمي على اسم شخصية لعبة الڤيديو- والمسؤول عن تكوين الأصابع في المخلوقات رباعية الأرجل- غير نشط في الأسماك الرئوية الأفريقية والأمريكية الجنوبية. قد يشير العثور على سمات مشتركة بين أنواع الأسماك الرئوية الحية إلى السمات التي ربما كانت مشتركة مع أول سلف لرباعيات الأرجل.
يقول إيگور شنايدر، أحد المشاركين في الدراسة وعالم الأحياء بجامعة ولاية لويزيانا، في بيان: "فقط من خلال دراسة بيولوجيا سلالات الأسماك الرئوية الباقية يمكننا التحقيق في الأساس الجينومي والآليات التنموية الجزيئية التي سهلت انتقال الفقاريات من الماء إلى الأرض". في حين أن السمكة الرئوية الأمريكية الجنوبية تتربع على عرش أكبر جينوم في المملكة الحيوانية، فإن العضيات الأخرى، مثل النباتات، قد يكون لها جينومات أكبر. يحتوي سرخس صغير يسمى السرخس الشوكي على 160 بليون زوج قاعدي في حمضه النووي، مما يجعله صاحب أكبر جينوم معروف على وجه الأرض. ويقول ماير لمجلة ساينس: "لكن بالنسبة للحيوانات، سوف أتفاجأ لو كان الجينوم أكبر حجماً".
انظر أيضاً
المصادر
- ^ "The World's Largest Animal Genome Belongs to an Odd, Air-Breathing Fish". smithsonianmag.com. 2024-08-20. Retrieved 2024-08-22.