وفي جميع الـ 88% الأخرى، يمكن أن تحدث أخطاء، لكن البكتيريا ستنمو وتتكاثر. يقول أحد الباحثين: إن السؤال عما هو مطلوب للحياة هو سؤال أساسي في علم الأحياء.
قام فريق من كلية الطب بجامعة ستانفورد بفهرسة أجزاء الشفرة الوراثية التي تعتبر ضرورية لبقاء نوع واحد من البكتيريا - Caulobacter crescentus، حتى مستوى إشارة الحمض النووي الفردي.
واكتشفوا أن 12% من المادة الوراثية للبكتيريا ضرورية للبقاء على قيد الحياة في ظروف المختبر. ولا تشتمل المكونات الأساسية على جينات ترميز البروتين فحسب، بل تشمل أيضًا الحمض النووي التنظيمي، ومن المثير للدهشة، أجزاء الحمض النووي القصيرة الأخرى التي لا تزال وظيفتها غير معروفة. ويمكن تعطيل نسبة 88% المتبقية من الجينات دون الإضرار بقدرة البكتيريا على النمو والتكاثر.
يمهد هذا البحث، الذي أصبح ممكنا بفضل تطوير أساليب فعالة للتحليل الجيني، الطريق لفهم أفضل لكيفية تطور الحياة البكتيرية وتحسين تحديد مكونات الحمض النووي الضرورية لبقاء البكتيريا المسببة للأمراض في الشخص المصاب. . سيتم نشر المقال في عدد 30 أغسطس من مجلة Molecular Systems Biology.
"يجيب العمل على سؤال أساسي في علم الأحياء: "ما هو ضروري للحياة" يقول الدكتور بيت كريستين، أحد محرري المقال وطالب ما بعد الدكتوراه في علم الأحياء التطوري في جامعة ستانفورد. وقال "لقد قدمنا طريقة لتحديد أجزاء الجينوم الضرورية للحياة".
البكتيريا التي تمت دراستها هي من أنواع المياه العذبة غير المسببة للأمراض والتي تم استخدامها لسنوات في تجارب البيولوجيا الجزيئية. تم الانتهاء من الجينوم الكامل بالفعل في عام 2001، لكن معرفة الحروف الموجودة في الشفرة الوراثية لا تخبر الباحثين عن أجزاء الحمض النووي الضرورية.
تقول الدكتورة لوسي شابيرو، رئيسة تحرير المقال: "لقد حصلنا على العديد من المفاجآت في تحليل المناطق الأساسية لجينوم البكتيريا القولونية". "على سبيل المثال، وجدنا 91 عنصرًا أساسيًا في الحمض النووي ليس لدينا أي فكرة عما تفعله. وقد يوفر هذا أدلة تقودنا إلى اكتشاف وظائف غير معروفة للبكتيريا." شابيرو هو أستاذ علم الأحياء التنموي ومدير مركز بيكمان للطب الجزيئي والوراثي في جامعة ستانفورد.
تعليقات 3
يوئيل موشيه،
لاحظ أنهم حددوا "ضروري للبقاء على قيد الحياة في ظل ظروف المختبر". بمعنى آخر، كانوا يبحثون عن الجينات وأجزاء الحمض النووي الأخرى التي تعتبر ضرورية في ظل ظروف محددة للغاية. وردًا على سؤالك أيضًا، ما الذي حددوه على أنه ضروري للحياة - وهو الإضرار "بقدرة البكتيريا على النمو والتكاثر".
أود أيضًا أن أشير إلى أن هذا ليس العمل الأول حول هذا الموضوع، وما لم يُقال في هذه المقالة هو أن هذه الأعمال تتجاوز الاهتمام الأكاديمي بالإضافة إلى أهمية سريرية هائلة لأنها تكشف عن أهداف جديدة لتطوير المضادات الحيوية. ففي نهاية المطاف، فإن تلف كل ما هو ضروري للبكتيريا سيؤدي إلى وقف نموها وعلاجها. في الحالة المذكورة أعلاه، تم إجراء البحث على بكتيريا غير مسببة للأمراض، لكن الأساليب التي طوروها يمكن تطبيقها على بكتيريا أخرى.
ومن المثير للاهتمام ما وصفه الباحثون بأنه "ضروري للحياة". تستجيب البكتيريا، باعتبارها شكلًا بدائيًا للحياة، بسهولة ويسر لعمليات التغيير والتكيف. وبما أنه نظام أعلى في التطور، فهو أكثر يقينًا [محددًا] في تطبيقه وبالتالي أقل مرونة في التغيير. [في الحياة المعقدة، الغالبية المطلقة من الطفرات محكوم عليها بالانقراض بسبب عدم التوافق].
وعلى سبيل القياس، لنفترض أن التجربة يمكن إجراؤها على الإنسان وسنهتم بالجزء المسؤول عن تطور الدماغ. ولنفترض أن هناك عاملًا معينًا محظورًا يتسبب في نمو جنين طبيعي، لكن مهاراته العقلية القصوى تكون على مستوى متلازمة داون. هل يقال أن نفس المكون الجيني "ليس ضروريا للحياة"؟
لقد بدأنا للتو.