يقدم نموذج جديد تفسيرا للتنوع الكبير في أحجام الحمض النووي في الطبيعة
يقدم نموذج جديد تم تطويره في جامعة تل أبيب حلا محتملا للسؤال العلمي حول سبب عدم إزالة التسلسلات المحايدة، التي يشار إليها أحيانا باسم "الحمض النووي غير المرغوب فيه"، من جينوم الكائنات الحية في الطبيعة واستمرار وجودها داخلها حتى الملايين من الكائنات الحية. بعد سنوات. ووفقا للباحثين، فإن تفسير ذلك هو أن الحمض النووي غير المرغوب فيه غالبا ما ينطلق في الحمض النووي الذي له دور. في مناطق الإطلاق، تصل أحداث الحذف إلى المناطق الموجودة وبالتالي يرفضها التطور. ويساهم النموذج في فهم التنوع الكبير في أحجام الجينوم التي لوحظت في الطبيعة.
لا تفعل الحذف
ويطلق فريق الباحثين على الظاهرة التي يصفها النموذج الجديد اسم "الاختيار الناجم عن الحدود". تم تطوير النموذج تحت قيادة طالب الدكتوراه جيل ليفينثال في مختبر البروفيسور تال بوبكو من كلية شمونيس لأبحاث الطب الحيوي والسرطان في كلية جورج س. وايز لعلوم الحياةوبالتعاون مع البروفيسور إيتاي ميروز من كلية علوم الحياة أيضًا. ونشرت الدراسة في مجلة "أوبن بيولوجي".
ويوضح الباحثون أنه طوال التطور، يتغير حجم الجينوم في الكائنات الحية في الطبيعة. على سبيل المثال، تحتوي بعض أنواع السلمندر على جينومات أكبر بعشر مرات من الجينوم البشري. "عادةً ما يتم قياس معدل الحذف والإدراج القصير، المعروف باسم "indels" للاختصار، عن طريق فحص الجينات الكاذبة. هذه هي الجينات التي فقدت وظيفتها، والتي تحدث فيها طفرات متكررة، بما في ذلك عمليات الحذف وإدراج أجزاء من الحمض النووي. وفي الدراسات السابقة التي ميزت الإندلز، وجد أن معدل الحذف أكبر من معدل الإضافات في مجموعة متنوعة من الكائنات بما في ذلك البكتيريا والحشرات وحتى الثدييات مثل البشر. "السؤال الذي حاولنا الإجابة عليه هو كيف لا يتم حذف الجينومات عندما يكون احتمال أحداث حذف الحمض النووي أكبر بكثير من أحداث إضافة الحمض النووي"، يوضح البروفيسور بوبكو.
يختبئ الحمض النووي غير المرغوب فيه في المناطق الوظيفية
يقول طالب الدكتوراه ليفينثال: "لقد قدمنا زاوية مختلفة لديناميات التطور على مستوى الحمض النووي. كما ذكرنا سابقًا، عند قياس معدل indels، سيكون هناك المزيد من عمليات الحذف، ولكن يتم إجراء القياسات في جينات زائفة، وهي عبارة عن تسلسلات طويلة جدًا. وفقًا لنا، عندما ننظر إلى جزء محايد أصغر، فإن عمليات الحذف ذات الاحتمالية العالية قد تؤدي أيضًا إلى حذف الأجزاء الوظيفية المجاورة والتي تعتبر ضرورية لعمل الكائن الحي، وبالتالي سيتم رفضها. نحن نسمي هذه الظاهرة "الاختيار المستحث بالحدود".
"إذا كان الأمر كذلك، فعندما يكون المقطع قصيرًا، سيكون هناك انحياز معاكس، بحيث يكون هناك المزيد من الإيرادات من عمليات الحذف، لذلك عادةً لن يتم حذف المقطع المحايد. في دراستنا، قمنا بمحاكاة ديناميكيات الإندلز، مع الأخذ في الاعتبار تأثير حدود "الاختيار الناجم عن الحدود"، وقارنا النتائج بتوزيع أطوال شرائح الحمض النووي في منتصف جين ترميز البروتين، والتي لا ترمز في حد ذاتها للبروتين الموجود في البشر (الإنترونات). تم الحصول على تطابق جيد بين نتائج عمليات المحاكاة وتوزيع الأطوال المرصودة في الطبيعة، وبالتالي تمكنا من تفسير الظواهر المثيرة للاهتمام في توزيع أطوال الإنترون، مثل التباين الكبير في أطوال الإنترون، وكذلك المركب المعقد. شكل التوزيع الذي لا يشبه منحنى الجرس القياسي"، يخلص ليفينثال.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
