من خلال مقارنة المخططات الجينية لمجموعة من الحيوانات ، يكتسب العلماء رؤى جديدة حول نوعنا وكل ما نشاركه مع مخلوقات أخرى.
أحد أكثر الاكتشافات لفتًا للانتباه هو أن بعض المقاطع في تعليمات الحياة استمرت عبر الزمن التطوري ، مما يمثل خطًا عبر يربط جميع الثدييات – بما في ذلك نحن.
جاءت النتائج من مشروع Zoonomia ، وهو جهد دولي يقدم أدلة حول السمات والأمراض البشرية ، وقدرات الحيوانات مثل السبات وحتى الجينات وراء كلب مزلقة يدعى Balto ساعد في إنقاذ الأرواح قبل قرن من الزمان.
شارك الباحثون بعض اكتشافاتهم في 11 ورقة بحثية نُشرت يوم الخميس في مجلة Science.
قال ديفيد أوكونور ، الذي يدرس علم الوراثة لدى الرئيسيات في جامعة ويسكونسن ماديسون ، إن الدراسات تعالج أسئلة عميقة.
قال أوكونور ، الذي لم يشارك في البحث: “إنها مجرد عجائب علم الأحياء ، كيف أننا متشابهون ومختلفون تمامًا مع كل الأشياء من حولنا”. “إنه نوع من الأشياء التي تذكرني لماذا من الرائع أن تكون عالم أحياء.”
نظر فريق Zoonomia ، بقيادة إلينور كارلسون وكيرستين ليندبلاد-توه في معهد برود التابع لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وهارفارد ، في 240 نوعًا من الثدييات ، من الخفافيش إلى البيسون. قاموا بتسلسل ومقارنة جينوماتهم – التعليمات التي تحتاجها الكائنات الحية للتطور والنمو.
وجدوا أن مناطق معينة من هذه الجينومات ظلت كما هي في جميع أنواع الثدييات على مدى ملايين السنين من التطور.
وجدت إحدى الدراسات أن ما لا يقل عن 10٪ من الجينوم البشري لم يتغير إلى حد كبير عبر الأنواع. تحدث العديد من هذه المناطق خارج 1٪ من الجينات التي تؤدي إلى ظهور البروتينات التي تتحكم في نشاط الخلايا ، وهي الهدف الرئيسي للحمض النووي.
افترض الباحثون أن المناطق المحفوظة منذ فترة طويلة ربما تخدم غرضًا ومن المحتمل أن تكون ما يسمونه “عناصر تنظيمية” تحتوي على تعليمات حول مكان وتوقيت ومقدار إنتاج البروتين. حدد العلماء أكثر من 3 ملايين من هذه في الجينوم البشري ، حوالي نصف التي لم تكن معروفة من قبل.
ركز العلماء أيضًا على التغيير داخل مملكة الحيوان. قال كارلسون عندما قاموا بمواءمة التسلسلات الجينية للأنواع ومقارنتها بأسلافهم ، اكتشفوا أن بعض الأنواع شهدت الكثير من التغييرات في فترات زمنية قصيرة نسبيًا. أظهر هذا كيف كانوا يتكيفون مع بيئاتهم.
قال كارلسون: “أحد الأشياء الرائعة حقًا بشأن الثدييات هو أنها في هذه المرحلة الزمنية تكيفت أساسًا للبقاء على قيد الحياة في كل نظام بيئي على وجه الأرض تقريبًا”.
بحثت مجموعة من العلماء عن جينات لا يمتلكها البشر ولكن لدى الثدييات الأخرى.
قال ستيفن رايلي ، الباحث في علم الوراثة في جامعة ييل ، بدلاً من التركيز على الجينات الجديدة التي قد تخلق سمات بشرية فريدة ، “لقد قلبنا ذلك رأساً على عقب”.
قال رايلي: “يمكن أن يؤدي فقد أجزاء من الحمض النووي في الواقع إلى توليد ميزات جديدة”.
على سبيل المثال ، قال ، تسبب حذف دقيق للحمض النووي بين الشمبانزي والبشر في سلسلة من التغييرات في التعبير الجيني الذي قد يكون أحد أسباب نمو الدماغ لفترات طويلة لدى البشر.
ركزت دراسة أخرى على لياقة حيوان معروف: Balto.
قام العلماء بتسلسل جينوم كلب الزلاجة ، الذي قاد فريقًا من الكلاب يحمل مصل الدفتيريا المنقذ للحياة إلى نوم ، ألاسكا ، في عام 1925. وقد تحولت قصته إلى فيلم رسوم متحركة عام 1995 وتمثال لأجنحة الجراء في سنترال بارك في نيويورك .
من خلال مقارنة جينات Balto بجينات الكلاب الأخرى ، وجد الباحثون أنه كان أكثر تنوعًا وراثيًا من السلالات الحديثة وربما كان يحمل متغيرات جينية ساعدته على البقاء في الظروف القاسية. قالت إحدى المؤلفين ، الباحثة كاثرين مون من جامعة كاليفورنيا ، سانتا كروز ، إن بالتو “يعطينا هذا الدليل من خلال علم الجينوم المقارن” ، الذي يوضح كيف يمكن للوراثة تشكيل الأفراد.
قال O’Connor إنه يتوقع أن تسفر Zoonomia عن المزيد من الأفكار في المستقبل.
قال: “إن امتلاك هذه الأدوات وأن يكون لديك نوع من الجرأة لطرح هذه الأسئلة الكبيرة” يساعد العلماء والآخرين على “معرفة المزيد عن الحياة من حولنا”.
___
يتلقى قسم الصحة والعلوم في أسوشيتد برس دعمًا من مجموعة العلوم والوسائط التعليمية التابعة لمعهد هوارد هيوز الطبي. AP هي المسؤولة وحدها عن جميع المحتويات.