تجزیه و تحلیل جدید نشان می دهد که ژنوم Chephalopod حتی عجیب تر از آن چیزی است که شما انتظار دارید

تجزیه و تحلیل جدید نشان می دهد که ژنوم Chephalopod حتی عجیب تر از آن چیزی است که شما انتظار دارید

سفالوپودهای اسکویشی هرگز با ویژگی‌های هوشمندانه‌شان، از جمله مغز، شگفت‌زده نمی‌شوند. بازوها، استتار با تغییر رنگ، هنرمندانه فرار، و مهارت های حل پازل. تجزیه و تحلیل های جدید از ژنتیک ماهی مرکب، اختاپوس و ساعد ماهی (کلئوید) ژنوم ها به اندازه خود حیوانات عجیب و غریب هستند.

 

ژنوم سفالوپود “به طرز باورنکردنی ساخته شده است”، می گوید زیست شناس رشد، کارولین آلبرتین، که یکی از دو مطالعه جدید را هدایت می کند که پیچش های عجیب و غریب در تاریخچه ژنتیکی این سفالوپودها شناسایی می کند.

در تلاشی گسترده، آلبرتین و همکارانش توالی سه ژنوم سفالوپود با بدن نرم را تعیین کردند: اختاپوس دو نقطه ای کالیفرنیا (Octopus bimaculoides) – اولین اختاپوسی که در سال ۲۰۰۵ توالی ژنوم آن تعیین شد. ماهی مرکب باله بلند اقیانوس اطلس (Doryteuthis pealeii ) – به عنوان یک سیستم مدل برای علوم اعصاب برای نزدیک به یک قرن مطالعه شد. و ماهی مرکب دم بابونه هاوایی (Euprymna scolopes) – یک حیوان مدل برای همزیستی باکتری و حیوان.

""

بسط ژن منحصر به فرد دیگر عبارتند از پروتوکادرین ژنهایی که ممکن است در ساختن سیستم های عصبی پیچیده در انسان و سرپایان نقش داشته باشند. با این حال، سفالوپودها از طریق نسخه‌های کامل این ژن، تنوع ایجاد می‌کنند (در انسان، این تنوع در روش‌های مختلف بیان ژن‌ها به وجود می‌آید).

 

این کپی ها به بزرگ شدن ژنوم سفالوپودها کمک کردند، به طوری که وزن ژنوم Doryteuthis حدود ۱.۵ برابر بزرگتر از ژنوم ما و اختاپوس دو نقطه ای کالیفرنیا حدود ۹۰ درصد اندازه ژنوم ما بود.

در مقابل، ژنوم ما گسترش یافت از طریق فرآیند تکثیر کل ژنوم – ویژگی به دلیل پیچیدگی پیشرفته ما و توانایی آن برای ایجاد ویژگی های جدید تکاملی. به نظر می رسد سفالوپودها دستخوش تغییرات در مقیاس بزرگ مشابهی شده اند، اما مانند بسیاری از چیزهایی که انجام می دهند، طعم منحصر به فرد خود را اضافه کرده اند.

“ما اکنون می دانیم که تکامل سفالوپودهای نرم بدن شامل تغییرات ژنومی مشابهی است، اما این تغییرات تکراری در کل ژنوم نیست، بلکه بازآرایی ژنومی عظیم است، گویی ژنوم های اجدادی در مخلوط کن قرار داده شدند،” توضیح می دهد کلیفتون راگزدیل، نوروبیولوژیست دانشگاه شیکاگو.

""ماهی مرکب ساحلی باله بلند اقیانوس اطلس. (Elaine Bearer)

این به هم ریختگی ژنتیکی ممکن است این جانوران دریایی منحصربه‌فرد را با دست تأثیرگذارشان توانایی های شناختی، بزرگترین سیستم عصبی را در بین تمام بی مهرگان به آنها برکت می دهد. بین بازوها و سرشان، تقریباً ۵۰۰ میلیون نورون اختاپوس با مقدار تصرف سگ ها.

“ما ژنوم ماهی مرکب را با گوش ماهی مقایسه کردیم و متوجه شدیم که بسیاری از ژن ها پراکنده شده اند ژنوم گوش ماهی در نواحی خاصی از کروموزوم های ماهی مرکب جمع شده بود. این خوشه های ژنی جدید واحدهای تنظیمی را تشکیل می دهند. این بدان معناست که آنها می توانند با یکدیگر تعامل داشته باشند و فیزیولوژی حیوان را تغییر دهند.” می گوید آکان کاواگوچی، آسیب شناس مولکولی، نویسنده ارشد دومین مطالعه که نگاهی دقیق به ژنوم ماهی مرکب دم بابا.

 

“یکی از ژن ها خوشه‌های موجود در ژنوم ماهی مرکب حاوی پنج ژن اصلی است که در توسعه سیستم عصبی نقش دارند.”

خوشه‌بندی ژن‌های مرتبط امکان ساده‌سازی و اشکال منحصربه‌فرد تنظیم ژنتیکی را فراهم می‌کند.

""اختاپوس دو نقطه ای کالیفرنیا. (تام کلایندینست)

و در آخر، توانایی معروف سفالوپود در ژن های مغز خود را ویرایش کنند. این توانایی ویرایش RNA پیام رسان تنها در تعداد انگشت شماری از پروتئین های مهم سیستم عصبی در انسان، در کمتر از ۱ درصد، رخ می دهد، اما در سرپایان، بسیار گسترده تر است.

معمولاً، تغییر به ساخت یک حیوان با جهش در نقشه های DNA آن اتفاق می افتد. اما در این مورد، RNA پیام رسان – که ساخت پروتئین را انجام می دهد – عامل ایجاد تغییرات است. پیشنهادی وجود دارد این توانایی به سفالوپودها اجازه می‌دهد تا انعطاف‌پذیری بیشتری را برای سازگاری سریع با محیط خود داشته باشند و سازنده می‌تواند متناسب با شرایط جدید بداهه‌سازی کند. ، اما هنوز کاملاً ثابت نشده است.

آلبرتین و تیمش دریافتند که ویرایش RNA حیوانات به دو دسته مجزا تقسیم می شود، ویرایش های عصبی و غیر عصبی. این موارد نه تنها در بافت‌های مختلف رخ می‌دهند، بلکه فرکانس‌هایی که در آن ویرایش انجام می‌شود نیز به‌طور چشمگیری متفاوت است، و ویرایش مرتبط با سیستم عصبی بسیار بیشتر است، که نشان می‌دهد نحوه عملکرد این حیوانات بسیار مهم است.

این مکانیسم‌های غیرمعمول همگی به ساخت هوش بیگانه کمک کرده‌اند، در ۳۰۰ میلیون سالی که ماهی مرکب و اختاپوس آخرین جد مشترکی داشتند. ما نمی توانیم منتظر باشیم تا ببینیم ژنوم عجیب آنها چه چیز دیگری را نشان خواهد داد.

این تحقیق منتشر شده است اینجا و اینجا در ارتباطات طبیعت.

 

برچسب‌ها:

نظرات کاربران

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.