میکروبی با کوچکترین ژنوم شناخته شده، مرزهای حیات را جا به جا کرد
رکنا: دانشمندان یکی از کوچکترین ژنومهای ثبتشده در میان موجودات زنده را شناسایی کردهاند؛ کشفی که درک جدیدی از حداقل الزامات ژنتیکی برای تداوم حیات ارائه میدهد.
به گزارش گروه ترجمه رکنا به نقل از نیوساینتیست، این کشف مربوط به باکتریهای همزیستی است که درون سلولهای برخی حشرات، از جمله زنجرکها، زندگی میکنند. این میکروبها طی صدها میلیون سال تکامل، بخش عمدهای از DNA خود را از دست دادهاند و تنها ژنهای کاملاً ضروری برای بقا در محیط درون میزبان را حفظ کردهاند. نتایج این پژوهش در نشریه علمی Nature Communications منتشر شده است.
پژوهشگران دریافتند برخی سویههای باکتریایی از تبار «ویدانیا» دارای ژنومی در حدود ۵۰ هزار جفتباز هستند؛ رقمی که در مقایسه با اغلب باکتریهای آزادزی ـ که معمولاً چندین میلیون جفتباز دارند ـ بهطور چشمگیری کوچکتر است. این میکروبها عملاً با مجموعهای بسیار محدود از ژنها فعالیت میکنند و برای انجام بسیاری از عملکردهای زیستی به میزبان خود وابستهاند.
این باکتریها در دسته «همزیستهای درونسلولی» قرار میگیرند؛ موجوداتی که بهصورت دائمی درون ارگانیسم دیگر زندگی کرده و رابطهای متقابل و سودمند برقرار میکنند. در این مورد، حشرات برای تأمین برخی مواد مغذی ضروری ـ از جمله اسیدهای آمینهای که در رژیم غذایی آنها وجود ندارد ـ به این باکتریها وابستهاند. در مقابل، باکتریها از محیطی پایدار و محافظتشده در داخل سلولهای میزبان برخوردار میشوند.
در این مطالعه، بیش از ۱۰۰ ژنوم کامل از دو گروه باکتریایی «Sulcia» و «Vidania» مورد بررسی قرار گرفت. در حالی که کوچک بودن ژنوم «Sulcia» پیشتر شناخته شده بود، سویههای جدید «Vidania» نمونهای حتی افراطیتر از کاهش ژنتیکی را نشان میدهند. پژوهشگران معتقدند این میکروبها ممکن است نمایانگر مرحلهای انتقالی میان باکتریهای مستقل و ساختارهای شبهاندامکی باشند.
این یافتهها همچنین سرنخهای تازهای درباره یکی از مهمترین رویدادهای تکاملی تاریخ حیات ـ یعنی منشأ میتوکندریها ـ ارائه میدهد. میتوکندریها که نقش تولید انرژی را در سلولهای انسانی و جانوری بر عهده دارند، بهطور گسترده بهعنوان باکتریهای باستانی شناخته میشوند که در گذشته دور وارد همزیستی با سلولهای اولیه شدهاند. آن باکتریهای اولیه بهمرور زمان بخش زیادی از DNA خود را از دست دادند و به اجزای دائمی سلول میزبان تبدیل شدند.
دانشمندان با مطالعه باکتریهای همزیست امروزی با ژنومهای فوقکوچک، میتوانند بهتر درک کنند که چنین دگرگونیهای تکاملی چگونه رخ میدهد و حداقل نیازهای ژنتیکی برای تداوم حیات سلولی چیست.
به گفته پژوهشگران، این مطالعه فرضیات موجود درباره محدودیتهای ژنتیکی حیات را به چالش میکشد و انعطافپذیری شگفتانگیز تکامل زیستی را برجسته میکند. با پیشرفت فناوریهای ژنومی، احتمال کشف نمونههای بیشتری از حیات در مرزهای حداقلی امکانپذیر خواهد بود.
ارسال نظر