خَبَرَيْن logo

سرخس الشوكي: أكبر جينوم نباتي

اكتشاف جديد: نباتات تحمل أكبر حمض نووي من البشر! كيف يؤثر هذا الاكتشاف على العلم؟ اقرأ المقال الشيق على موقع خَبَرْيْن الآن! #علوم #جينوم #نباتات

Loading...
Largest known genome is within this plain plant on the forest floor, study says
A New Caledonian fork fern called Tmesipteris oblanceolata has the largest known genome of any living organism. Pol Fernández I Mató
التصنيف:علوم
شارك الخبر:
FacebookTwitterLinkedInEmail

تقول الدراسة: أكبر جينوم معروف ينتمي إلى هذه النبتة البسيطة على أرض الغابة

لن تعرف ذلك من خلال النظر إليها، ولكن بعض النباتات لديها حمض نووي أكثر بكثير من غيرها. وربما الأمر الأكثر إثارة للحيرة هو أن بعضها يمتلك حمض نووي أكثر بكثير من معظم الحيوانات - بما في ذلك البشر. والآن، يكشف العلماء عن أمثلة أكثر تطرفًا من أي وقت مضى لظاهرة الجينوم العملاق هذه حتى مع بقاء وجودها لغزًا.

فقد حدد بحث جديد أكبر جينوم معروف لأي كائن حي في سرخس متواضع موجود في كاليدونيا الجديدة، وهي سلسلة جزر في جنوب المحيط الهادئ. ووفقاً للدراسة، يحتوي النبات النادر على 160 مليار زوج من الأزواج القاعدية، وهي الوحدات المقترنة التي تشكل خيوط الحمض النووي. وعلى سبيل المقارنة، يتكون الجينوم البشري من 3 مليارات زوج من الحمض النووي فقط.

قال عالم الأحياء التطوري جاومي بيليسير، الباحث في معهد برشلونة النباتي في إسبانيا والمؤلف المقابل للدراسة التي نُشرت في 31 مايو في مجلة Cell: "يمكن للأشياء الصغيرة المتواضعة أن تخفي أحد أكثر الأسرار المذهلة في الداخل".

شاهد ايضاً: كيف تتعامل الحكومة اللبنانية المثقلة بالديون مع الحرب؟

الجينومات الضخمة نادرة أيضًا. فوفقًا لبيليسر، من بين 12000 جينوم نباتي موثق أو نحو ذلك، فإن جميع الجينومات النباتية الموثقة باستثناء نصف دزينة منها أصغر حجمًا على الأقل من جينوم السرخس الشوكي المسمى Tmesipteris oblanceolata، الذي تم وصفه في الورقة البحثية.

قال بيليسر: "إن حدود علم الأحياء موجودة هناك ليتم اكتشافها". يجب أن يعرف ذلك - فهو يستمر في الكشف عنها.

فقبل هذه الدراسة، كان أكبر جينوم معروف لأي فطر أو نبات أو حيوان ينتمي إلى زهرة باريس جابونيكا، وهو صاحب أكبر جينوم معروف لأي فطر أو نبات أو حيوان، وهو صاحب 149 مليار زوج قاعدي (أزواج جيغاباز، أو Gbp).

شاهد ايضاً: سبايس إكس تحصل على موافقة لإطلاق ستارشيب وسط مواجهة مع إدارة الطيران الفيدرالية

كان بيليسر جزءًا من الفريق الذي كشف عن اكتشاف P. japonica في دراسة أجريت في سبتمبر 2010. كما شارك أيضًا في تأليف ورقة بحثية في مايو 2017 افترض فيها أن 150 جيجا بايت هو الحد الأعلى لأحجام الجينوم. والآن، أثبت أنه على خطأ.

قال بيليسر: "إن الاهتمام الرئيسي لهذا المشروع ليس العثور على رقم قياسي لحجم الجينوم في النباتات، لكي نكون صادقين". "نحن نريد أن نبحث في حالات مختلفة من العملاق الجينومي."

من المعروف أن السرخس لديها جينومات متكررة بشكل كبير. بعد تحليل العينات ذات الصلة من نيوزيلندا وتسمانيا، ركز بيليسر على سرخس الشوكة الكاليدونية الجديدة كهدف محتمل مثير للاهتمام للدراسة.

شاهد ايضاً: العلماء الذين استخدموا الذكاء الاصطناعي لكشف "شفرة" معظم البروتينات يفوزون بجائزة نوبل في الكيمياء

في مايو 2023، قام هو وفريقه بجمع عينات من هذا النبات الضئيل في البرية وأعادوها إلى المختبر، حيث قارنوا جينوم السرخس بأنواع معروفة بحجم الجينوم.

قد تكون كمية الحمض النووي في جينوم السرخس الشوكي العملاق أكبر من جينوم الإنسان بأكثر من 50 مرة، لكن هذا لا يجعل السرخس أكثر تعقيدًا أو يعني أن السرخس لديه جينات أكثر. وقدر بيليسر أن حوالي 1% فقط من جينوم السرخس عبارة عن جينات تشفر البروتينات. أما البقية فهي عبارة عن تسلسلات متكررة غير وظيفية لطالما اعتُبرت "حمض نووي غير مرغوب فيه"، على الرغم من أن العلماء يعرفون الآن أنها ليست في الواقع غير مرغوب فيها. يمكن أن يؤثر الكثير من هذا الهراء الجيني على كيفية عمل الجينات.

ولا تزال الطريقة التي جمعت بها السرخس هذا العدد الكبير من الأزواج القاعدية لغزاً لم يُحل بعد. وبحسب بيليسر، فإن ما يمكن أن يكون له دور في هذا الأمر هو مزيج من تعدد الصبغيات الصبغية المتفشي - أو وجود أكثر من مجموعتين من الكروموسومات، وهو أمر شائع في النباتات، ولكن ليس في الحيوانات - وتراكم تسلسلات الحمض النووي غير المشفرة القادرة على تكرار نفسها والتحرك حول الجينوم.

شاهد ايضاً: سحالي الغابات المطيرة الصغيرة تقفز إلى الماء ولا تظهر عندما يُتوقع ذلك. العلماء يعرفون الآن السبب.

وقال خبير السرخس إريك شوتبلز، عالم النباتات الباحث والأمين في قسم علم النبات في معهد سميثسونيان: "السؤال الأكثر إثارة للاهتمام الذي لم تتمكن الدراسة من الوصول إليه هو لماذا يصبح (الجينوم) بهذا الحجم، وكيف يمكن للسراخس تحديداً التعامل مع عواقب وجود مثل هذا الجينوم الكبير غير الضروري". لم يتعاون في هذا البحث. "يبدو أن السرخس سيئ للغاية في التخلص من الحمض النووي المتكرر والكروموسومات الزائدة."

الجينومات فائقة الحجم ليست مفيدة، كما اتضح. ويوضح الخبراء أن تضخم الجينوم، أو سمنة الجينوم، غير فعالة للغاية. يتطلب الأمر الكثير من الطاقة والعناصر الغذائية لإنتاج الكثير من الحمض النووي. معظم النباتات لديها جينومات أصغر بكثير، مما يسمح لها بالتكاثر بشكل أسرع، وإنتاج المزيد من النسل والتكيف بسرعة أكبر مع البيئة. قال شوتبلز إن الاضطرار إلى نسخ مثل هذه الكمية الكبيرة من المادة الوراثية في كل مرة تنقسم فيها الخلية، "إنه أمر جنوني".

قال ديفيد باوم، أستاذ علم النبات في جامعة ويسكونسن ماديسون الذي لم يشارك في الدراسة، إنه أمر محير كيف يمكن للنباتات ذات الجينوم غير العملي أن تستمر في البقاء على قيد الحياة.

شاهد ايضاً: طاقم بولاريس داون من سبيس إكس يعود إلى الوطن بعد مهمة تاريخية

يعتقد بيليسر وزملاؤه أن حجم الجينوم قد يؤثر على فرص النبات في الانقراض. ويركز الفريق حالياً على الأبحاث التي تشير إلى أن الأنواع النباتية ذات الجينوم الكبير ممثلة تمثيلاً زائداً في القائمة الحمراء للنباتات المهددة بالانقراض التي وضعها الاتحاد الدولي لحفظ الطبيعة، وتحليل ما إذا كان حجم الجينوم يمكن أن يساعد علماء الحفاظ على البيئة في تحديد النباتات التي يحتمل أن تكون مهددة بالانقراض.

هل يمكن أن يكون هناك نبات ذو جينوم أكبر من السرخس الشوكي؟ ربما.

قال بيليسر: "لن أتلاعب بالحدود البيولوجية بعد الآن". "من المفترض أن يتم كسرها."

شاهد ايضاً: اكتشاف علمي يجعل جلد الفأر شفافا يُشبه قصة ه.ج. ويلز "الرجل الشفاف"

أماندا شوباك صحفية في مجال العلوم والصحة في مدينة نيويورك.

أخبار ذات صلة

Loading...
SpaceX Crew-8 astronauts taken to medical facility ‘out of an abundance of caution,’ NASA says

ناسا: نقل رواد الفضاء في مهمة "كرو-8" التابعة لـ SpaceX إلى منشأة طبية "بدافع من الحذر الزائد"

علوم
Loading...
Peer inside the underwater volcanic caves where life thrives

استكشف الكهوف البركانية تحت الماء حيث تزدهر الحياة

علوم
Loading...
Ancient remains of Egyptian army barracks and a bronze sword unearthed by archaeologists

اكتشاف بقايا قديمة لثكنات الجيش المصري وسيف برونزي على يد علماء الآثار

علوم
Loading...
What is known about the daytime fireball seen over the New York metropolitan area

ما الذي يُعرف عن كرة النار النهارية التي شوهدت فوق منطقة نيويورك الحضرية

علوم
الرئيسيةأخبارسياسةأعمالرياضةالعالمتكنولوجيااقتصادصحةتسلية