تمكن علماء من جامعة UAB وجامعة ولاية آيوا من توليد تجميعات جينوم لسلحفات ذات رقاب مخفية. كشفت النتائج عن هيكل ثلاثي الأبعاد جديد للجينوم داخل المجموعة الفيلوجينية للزواحف والطيور والثدييات، مما سيساهم في تطوير استراتيجيات أكثر فعالية للحفاظ على السلاحف وفي دراسة تطور الجينوم والتنظيم الكروموسومي للفقاريات.
قاد الدراسة الباحثان أورورا رويز-هيريرا (من UAB) ونيكول فالينزويلا (من جامعة ولاية آيوا)، بمشاركة باحثين من معهد البيولوجيا التطورية (CSIC-UPF) وكلية إيرلهام.
نشرت الدراسة في مجلة «Genome Research»، وتسلط المقالة الضوء على الدور المهم للكروماتين، وهو الهيكل الثلاثي الأبعاد الذي تطوى فيه المادة الوراثية وتتوضع داخل نواة الخلية، في تنظيم وظيفة الجينات وتأثيره على التطور والتخصص.
ولّد الباحثون تجميعات جينومية جديدة (دون نموذج مرجعي سابق) للجينوم الكامل لاثنين من أنواع السلاحف ذات الرقاب القصيرة، التي تُسمى عادة السلاحف ذات الرقاب المخفية، عن طريق دمج تقنيات تسلسل الجينات والتعبير الجيني. تمثل السلحفان سلالتين تطورت فيهما الكروموسومات الجنسية بشكل مستقل: إحداهما تحتوي على كروموسومات XX/XY، وهو النوع الذي يمتلكه البشر والثدييات الأخرى، والأخرى تحتوي على كروموسومات ZZ/ZW، وهي موجودة في الطيور والفراشات.
بالإضافة إلى ذلك، حدد الباحثون تشكلاً جديدًا للكروماتين ثلاثي الأبعاد في السلالتين: بالإضافة إلى أحداث الاندماج/الانقسام في الجينومات الخطية، اكتشفوا نمطًا من الطي الكروموسومي الذي يسمح بتفاعلات بين السنتروزومات والتيلوميرات. توفر هذه الاكتشافات دلائل جديدة عن هيكل الكروماتين ثلاثي الأبعاد في الأنواع البيضية، وهي مجموعة فيلوجينية تشمل الزواحف والطيور والثدييات.
وقالت فالينزويلا، الباحثة في قسم علم البيئة والتطور وبيولوجيا الكائنات الحية في جامعة ولاية آيوا: «نقترح أن النمط المتباين الذي وجد في السلاحف نشأ من حالة سلفية موجودة في الأنواع البيضية والتي تحددها تكوين نووي مع روابط واسعة بين الكروموسومات حوفظ عليها خلال إعادة ترتيب الجينوم الخطي في السلاحف والفقاريات الأخرى».
وقالت رويز-هيريرا، الباحثة في قسم البيولوجيا الخلوية وعلم وظائف الأعضاء والمناعة ومعهد التكنولوجيا الحيوية والطب الحيوي (IBB) في UAB: «هذه الاكتشافات توسع معرفتنا حول تطور الكروموسومات الجنسية وتوفر أساسًا قويًا للبحث المستقبلي حول تطور الجينوم وتنظيم الكروموسومات في الفقاريات».
نموذج رئيسي للبحث العلمي
يشير الباحثون في المقال إلى أن دراسة جينومات السلاحف تقدم معلومات حاسمة يمكن أن تحول فهمنا لعلم الأحياء والتطور. بفضل طول عمرها ومقاومتها للأمراض، تقدم السلاحف نموذجًا فريدًا للدراسات العلمية التي تتراوح من الطب الحيوي إلى الحفاظ على الأنواع. إن فك جينومها يعد أمرًا أساسيًا لتحديد الجينات المسؤولة عن هذه الصفات، وقد يسهم في تقدم الطب البشري، لا سيما في مجالات مثل الشيخوخة ومقاومة الأمراض.
بالإضافة إلى ذلك، يقدم جينوم السلحفاة نافذة فريدة إلى التطور: فقد عاشت هذه الأنواع من الزواحف لأكثر من 250 مليون عام، ونجت من أحداث الانقراض الجماعي وتكيفت مع بيئات متنوعة. يساعد دراسة حمضها النووي في فهم آليات التكيف والبقاء، وهي أساسية للحفاظ على السلاحف نفسها والأنواع الأخرى.
نشرت أول تجميعات لجينوم السلحفاة قبل أكثر من عقد من الزمن. ومنذ ذلك الحين، أُبلغ عن 12 تجميعًا لجينوم السلاحف، حُدد تسلسل جيناتها في تسعة منها. وقالت رويز-هيريرا: «تُضاف التجميعات الجديدة الآن إلى هذه القائمة، مما يعكس أهمية الموارد الجينومية عالية الجودة لتقدم علوم التطور وعلم الأحياء النمائي».
ترجمة: ولاء سليمان
المصدر: phys.org
