روتیفر؛ تولیدمثل بدون جفتگیری

[سونای69]

دانشمندان موفق به رمزگشایی از این معما شدند که روتیفر Bdelloid چگونه بدون جفت‌گیری قادر به تولیدمثل است.

(ایسنا)، گروهی از موجودات قادرند جفت‌گیری را رها اما با این حال، بیش از 460 گونه را در طول زمان تکاملی‌شان تولید کنند.

به جای استفاده از شیوه معمول استفاده از تولیدمثل جنسی برای وجین‌کردن جهش‌های مضر دی‌ان‌ای، روتیفرBdelloid از استراتژی‌های دیگری برای حفظ دودمان خود در طول هزاران سال استفاده کرده که دچار آسیب‌های ژنتیکی یا با یکدیگر کشته نمی‌شوند.

دیوید مارک ولش از «آزمایشگاه زیست دریایی» (MBL) در وودزهول و همکارش آیرینا آرخیپووا، رهبران یک پروژه بین‌المللی برای توالی‌دادن ژنوم این موجود و تحلیل آن هستند.

تاکنون هیچگونه نر یا میوزی (تقسیم سلولی برای تولید اسپرم یا تخمک) در روتیفر Bdelloid مشاهده نشده و به جای آن، تخم‌های نابارورشده فقط برای تولید فرزند تقسیم می‌شوند.

این استراتژی تولیدکننده که برای بسیاری از حیوانات بن‌بست تکاملی به شمار می‌آید، توسط ژنوم روتیفر انجام می‌شود که ساختار آن کاملا با آنچه انتظار می‌رود در غیاب طولانی‌مدت میوز مشاهده شود، سازگاری دارد.

در اکثر حیوانات، اشکال جایگزین ژن همسان الل‌ها (alleles) در یک نقطه بر روی کروموزوم‌های مختلف وجود دارد (یک شکل، مادر و شکل دیگر، پدر) که در طول میوز با یکدیگر جفت می‌شوند و به اسپرم و سلول‌های تخمک تقسیم می‌شوند.

ژنوم Bdelloid شواهدی را برای دیگر شیوه‌های حفظ ژن‌های سالم و دودمان قابل‌دوام نشان می‌دهد.

یک شیوه تبدیل ژنی است که در آن یک الل از طریق مکانیسم‌های ترمیم دی ان ای یا دیگر استراتژی‌ها جایگزین الل دیگری می‌شود.

دیگر روش «انتقال ژن افقی» (HGT) یعنی انتقال دی ان ای از یک ارگانیسم به ارگانیسم دیگر است که در میان میکروب‌ها معمول بوده، با این حال به ندرت در حیوان‌ها مشاهده می‌شود.

دست کم هشت درصد ژن‌های این روتیفر احتمال دارد که توسط HGT به دست آمده باشند.

این روتیفرها غیرمعمول هستند و می‌توانند در هر بار برای هفته‌ها یا ماه‌ها به طور کامل خشک شوند(desiccate) و سپس هنگامی که آب در دسترس باشد، دوباره به زندگی بازگردند.

در طول فازهای خشک‌شدن، دی ان ای آن‌ها به قطعات زیادی شکسته می‌شود.

زمانی که دوباره به آن‌ها آب کافی می‌رسد، می‌تواند فرصتی برای قطعات دی ان ای خارجی از باکتری‌های قورت‌داده شده، قارچ‌ها یا میکروجلبک‌های برای انتقال به ژنوم روتیفر باشد.

این فرصت همچنین می‌تواند شانسی برای روتیفر در جادادن ژن‌هایی از دیگر روتیفرها باشد.

این امر در صورتی که نیاز به گیراندازی ژن‌هایی برای ترمیم ژن‌های آسیب‌دیده از طریق تبدیل ژنی باشد، کاملا مفید است.

بدین ترتیب، فرایندهای جهش و ترمیم دی ان ای جنبه‌های از جفت‌گیری را تقلید می‌کند.

دیگر یافته قابل توجه در ژنوم روتیفر تعداد بی‌نهایت پایین transposon است. این‌ها قطعاتی از دی ان ای هستند که "انگل‌های ژنتیکی" نامیده می‌شوند و قادر به حرکت حول ژنوم و ایجاد جهش‌های مضر هستند.

در حالی که حدود 50 درصد ژنوم پستانداران transposon هستند، این انگل‌ها فقط حدود سه درصد از ژنوم روتیفر مورد مطالعه را می‌سازند و ظرفیت تکثیرشان به شدت محدود است.

این امر لایه‌ای از محافظت در مقابل ژن‌ها را به این موجود ارائه می‌دهد که اکثر حیوانات از آن‌ برخوردار نیستند.

محققان حاضر در این پروژه علاقه‌مند به تشریح این سیستم دفاعی ژنومی چندلایه در تحقیق‌های آتی‌شان هستند.

جزئیات این مطالعه در مجله Nature منتشر شده است.