اكتشاف طريقة جديدة لصنع جينات جديدة من الصفر

اكتشف علماء فنلنديون أن الحمض النووي البشري يمكنه استخدام زر التقديم السريع الجيني، لصنع جينات جديدة للتكيف السريع مع البيئات المتغيرة.

ووجد باحثون من جامعة هلسنكي أن بعض الطفرات المفردة تنتج متناظرة، والتي تقرأ نفسها للأمام والخلف، ويمكنها، في ظل الظروف المناسبة، أن تتطور إلى جينات (miRNA).

طفرات تبديل القالب

أوضح موقع (Science Alert) أن الجينات الصغيرة والبسيطة تؤدي دورًا مهمًا في تنظيم الجينات الأخرى، وأن العديد من جينات miRNA موجودة لفترة طويلة في التاريخ التطوري، لافتًا إلى أن العلماء اكتشفوا أنه في الرئيسيات، تظهر بعض جينات miRNA جديدة تمامًا فجأة.

وأضاف، في تقرير نشره الثلاثاء 12 ديسمبر 2023، أن جميع جزيئات الحمض النووي الريبي تحتاج إلى مجموعات متكررة من القواعد التي تثبت الجزيء في شكله العامل، واختار فريق البحث التركيز على جينات microRNA، وهي قصيرة للغاية، وتتكون من نحو 22 زوجًا أساسيًا.

ولكن حتى بالنسبة لجينات microRNA البسيطة، فإن فرص حدوث طفرات أساسية عشوائية تشكل ببطء هذه الأنواع من المسارات المتناوبة منخفضة جدًا، وأن ما حير العلماء طريق حدوث هذه التسلسلات المتناوبة، أو ما يسمى “طفرات تبديل القالب” (TSMs) يمكنها إنتاج متناظرات الحمض النووي الكاملة سريعًا.

تؤدي بعض الأخطاء في تضاعف الحمض النووي إلى إنشاء متناظرات يمكن أن تطور إلى هياكل دبوس الشعر

بنية دبوس الشعر

أفاد الموقع العلمي أن فريق البحث رسم الجينومات الكاملة للعديد من الرئيسيات والثدييات، ومن خلال مقارنة هذه الجينومات باستخدام خوارزمية حاسوبية مخصصة، تمكن الباحثون من معرفة الأنواع التي لديها زوج متناظر، وعندما يبدأ تكرار الحمض النووي في كل زوج أساسي، فإنه يتوقف عندما يصيب طفرة أو زوجًا أساسيًا عيبًا ما.

ووفق الدراسة التي نشرتها مجلة “وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم”، ينتقل النسخ المتماثل إلى القالب المجاور، ويبدأ في تكرار تلك التعليمات ولكن إلى الخلف، وعندما يعود النسخ المتماثل إلى القالب الأصلي، يؤدي ذلك إلى إنشاء متناظر صغير جدًا يمكنه الاقتران مع نفسه في بنية دبوس الشعر.

وفي شجرة عائلة الرئيسيات، عثر العلماء على أكثر من 6000 من هذه الهياكل، والتي يمكن أن تؤدي إلى ظهور ما لا يقل عن 18 جينًا جديدًا من جينات miRNA في البشر، ما يمثل 26% من جميع miRNAs التي يُعتقد أنها ظهرت منذ ظهور الرئيسيات لأول مرة.

آلية عالمية

قال الموقع إن مثل هذه النتائج، التي تمتد عبر الخطوط التطورية، تشير إلى آلية عالمية لإنشاء جينات miRNA، ويعتقد فريق البحث الفنلندي أنه يمكن تطبيق النتائج على جينات وجزيئات RNA الأخرى أيضًا.

وأنه من السهل نسبيًا ظهور جينات microRNA جديدة يمكن أن تؤثر على صحة الإنسان، وأن بعض miRNAs المرتبطة بـ TSM أظهرت بالفعل أهمية وظيفية، مثل hsa-mir-576 الذي يؤثر على الاستجابة المضادة للفيروسات في الرئيسيات.