اكتشاف جديد: يستخدم نبات الأرابيدوبسيس نسخة احتياطية وراثية لإصلاح الجين التالف. ومن الممكن أن توجد آلية مماثلة عند البشر. ويرى البعض أن السلالة تهدد بتحطيم مبادئ علم الوراثة
الصورة: جامعة بيدرو
يزعم علماء الوراثة من جامعة بوردو في الولايات المتحدة الأمريكية أنهم اكتشفوا نباتات تمتلك نسخة معدلة من الجين، على الرغم من أنها تحتوي على جينة معيبة موروثة من "الآباء" - كما لو كانت محفوظة من أجيال سابقة. ويشير هذا الاكتشاف المذهل إلى أن بعض الكائنات الحية لديها نسخة احتياطية سرية من الجينوم الخاص بها والتي تتجاوز الآلية الطبيعية للوراثة. وإذا تأكدت هذه الفرضية، فإنها ستتناقض -بشكل غير مسبوق- مع قوانين الوراثة، كما صاغها جريجور مندل في القرن التاسع عشر.
اكتشاف آخر مثير للدهشة هو أن النسخة الاحتياطية ليست مصنوعة من الحمض النووي، ولكن من مادة قريبة منه - الحمض النووي الريبي (RNA). ويزعم باحث ألماني في مجال التطور، والذي كتب مقالا نقديا عن الدراسة، أن هناك دلائل تشير إلى احتمال وجود آلية مماثلة لدى البشر أيضا.
ويثير الاكتشاف الأخير أيضًا أسئلة مثيرة للاهتمام في مجال علم الأحياء: أحدها هو ما إذا كانت النتيجة متوافقة مع نظرية التطور، والتي بموجبها يتغير الكائن الحي من خلال الطفرات - ولا يتم تصحيحه بواسطة نظام النسخ الاحتياطي الجيني. وقال الدكتور إليوت مايروفيتش من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا: "يبدو هذا اكتشافا مذهلا". ويقول الدكتور ديفيد هيج، عالم الأحياء التطوري من جامعة هارفارد، إن "هذه نتائج غريبة وغير متوقعة حقًا". ووفقا له، فإن النتيجة ستكون ذات أهمية كبيرة إذا تبين أن هذه ظاهرة تمثل قانونا طبيعيا.
الاكتشاف الذي وصفه مؤلفو المقال في مجلة "الطبيعة" - الدكتور روبرت برويت والدكتورة سوزان لويل وزملاؤهما في جامعة بوردو - تم العثور عليه في نوع واحد فقط من النباتات يسمى الأرابيدوبسيس - وهو نبات يشبه الخردل يستخدم كمصنع مختبري قياسي في البحوث الوراثية النباتية. لكن في مقال ينتقد الدراسة، بقلم الدكتور ديتليف ويجل من "معهد ماكس بلانك للتطور البيولوجي" في توبنغن بألمانيا، يزعم أن هناك دلائل تشير إلى احتمال وجود آلية مماثلة أيضا في البشر .
تم اكتشاف النتائج كجزء من مشروع بحثي بدأ قبل ثلاث سنوات، وكان مصممًا لاختبار عمل الجينات المسؤولة عن تكوين طبقة الجلد الخارجية للنبات. وكجزء من المشروع، تمت دراسة النباتات ذات الطفرة الجينية التي تسبب التصاق بتلات النبات ببعضها البعض. وفقًا لقوانين علم الوراثة، نظرًا لأن كلا النسختين من المجمع الوراثي للنبات قد تحورتا، لم تكن هناك فرصة لإنجاب "ذرية" طبيعية. على الرغم من ذلك، تطور حوالي 10% من السلالة بشكل طبيعي (مع فصل بتلاتها).
"هذه هي الفرضية الأقل جنونا"
وهناك فرضيات حول بعض الأحداث النادرة التي من الممكن أن تحدث وتفسر الظاهرة، لكن لا علاقة لأي منها بتغيير وحدات الحمض النووي للجين. ومع ذلك، عندما قام الباحثون بتحليل الجين المتحور، اكتشفوا أنه قد تغير بالفعل، وعادت وحدات الحمض النووي للنبات المتحور إلى حالتها الطبيعية. قال الدكتور برويت: "لقد كانت لحظة صدمة كاملة".
هناك عدة آليات معروفة قادرة على إصلاح الجين المتحور، لكن جميعها تحتاج إلى نسخة عادية من الجين يمكن استخدامها كقالب للإصلاح. وقام فريق جامعة بوردو بمسح الجينوم الكامل لنبات الأرابيدوبسيس بحثا عن نسخة سرية ثانية من الجين المعروف باسم "المتهور"، ولم يعثر على شيء. ويزعم الدكتور برويت وزملاؤه أنه لا بد من وجود نسخة مصححة، ولكن بما أنها لا تظهر على شكل DNA، فمن المحتمل أنها مصنوعة من RNA - وهي مادة كيميائية قريبة من الحمض النووي.
للحمض النووي الريبوزي (RNA) أدوار عديدة في وظيفة الخلية وهو المادة الوراثية التي تصنع منها بعض الفيروسات. إلا أنها تعتبر مادة أقل ثباتاً من الحمض النووي، لذلك افتُرض أنها غير مناسبة لحفظ الشفرة الوراثية للكائنات العليا. يؤمن الدكتور برويت بفكرة وجود نسخة احتياطية مصنوعة من الحمض النووي الريبوزي (RNA) للجينوم بأكمله وليس فقط لهذا الجين المحدد، وأن هذه النسخة قد تدخل حيز التنفيذ عندما يكون النبات في محنة - كما هو الحال عندما يكون أحد النباتات في حالة ضائقة. لقد تحورت جيناتها. وأوضح هو وزملاؤه أنه من الممكن أن تكون نسخة RNA الاحتياطية موجودة، حتى لو لم يتم اكتشافها حتى اليوم، وذلك ببساطة لأنه لم يكن هناك سبب للبحث عنها حتى الآن.
عادة ما تتم مراجعة الأوراق التي تقدم أفكارًا علمية مبتكرة لعدة أشهر أو سنوات من قبل المجلات العلمية المرموقة. لكن في هذه الحالة تلقت "الطبيعة" المقال خلال ستة أسابيع فقط. وقال محرر علم الأحياء في مجلة نيتشر، الدكتور كريستوفر سوريدج، إن الفكرة نوقشت في المؤتمرات العلمية لبعض الوقت، مما أثار معارضة كبيرة من الباحثين الذين قالوا إنها مستحيلة وأنه يجب أن يكون هناك تفسير آخر. وأوضح سوريدج أن مؤلفي المقال تحققوا من كل الاحتمالات ودحضوها. وعن فكرة دعم الحمض النووي الريبي (RNA) للجينوم، قال سوريدج: "قد تكون فرضية، لكنها بشكل عام هي الفرضية الأقل جنونا".
ملاحظة المحرر لموقع العلوم
ويضيف محرر الموقع: النباتات عمومًا أكثر تسامحًا مع الطفرات من الحيوانات، وهذا أيضًا هو السبب في تنوعها الأكبر مقارنة بالحيوانات، لذلك من الممكن أن يكون الاكتشاف مخالفًا لقوانين علم الوراثة، رغم أن هذا لا يعني ذلك. فهو يتناقض مع نظرية التطور لداروين، رغم أنه سيكون هناك من يدعي أن هذا إرث «ماركسي». تجدر الإشارة إلى أن داروين لاحظ الاختلافات بين المتحدرين من نفس النوع وقال إن ذلك هو مصدر خلق أنواع جديدة، لكنه لم يصر على عمق قوانين الميراث التي تم اكتشافها في نفس الوقت تقريبًا بواسطة جريجور مندل، ولكن بسبب الظروف التاريخية، لم يكونوا معروفين في جميع أنحاء العالم العلمي في ذلك الوقت (انظر جسر إلى مقطع من كتاب الراهب في الحديقة).
ربما تكون الطبيعة أكثر تنوعًا مما يُعتقد عمومًا، وفي النهاية يتم دمج حتى الحالات المتطرفة في العلم الذي يصل في النهاية إلى الوضع الراهن، حتى لو كانت متناقضة في البداية، فهناك طريقة للجمع بينها، ولا يمكن التوصل إلى حل إلا في الحالات القصوى. تم استبدال التوراة بأكملها.
كان موقع المعرفة في ذلك الوقت جزءًا من بوابة IOL التابعة لمجموعة هآرتس
