مطالعه ژنتیک یک میکروب اقیانوسی اسرارآمیز با دستگاه توالی‌یاب نانوحفره‌ای

به گزارش گروه دانش و فناوری و به نقل از ایرنا،  یکی از میکروب‌های اسرارآمیز اقیانوسی که مسوول تولید اکسیژن است با همکاری محققان گروه مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه ام آی تی آمریکا، دانشگاه وورزبورگ آلمان، دانشگاه هاوایی در مانوا، دانشگاه ایالتی اوهایو و شرکت آکسفورد نانوپور مورد مطالعه قرار گرفت.

پروکلروکوکوس Prochlorococcus، فراوان‌ترین ارگانیسم فتوسنتزی در جهان مکانیسم انتقال ژنی را دارد که ممکن است برای فراوانی و تنوع آن مهم باشد. در مناطق استوایی، قطب‌ها و اقیانوس‌های جهان یکی از کوچک ترین ارگانیسم‌ها پر شده‌اند. باکتری به‌نام Prochlorococcus، که با وجود اندازه کوچک آنها به طور جمعی مسوول بخش قابل توجهی از تولید اکسیژن اقیانوس‌ها است اما توانایی قابل توجه این ارگانیسم‌های کم رنگ برای متنوع سازی و سازگاری با چنین محیط‌های عمیقاً متفاوت به صورت رازی باقی مانده است.

تحقیقات جدید نشان می‌دهد که این باکتری‌های ریز و درشت اطلاعات ژنتیکی را با یکدیگر، حتی در صورت جدا شدن از هم تبادل می‌کنند. این امر آنها را قادر می‌سازد تا بلوک‌های کامل ژن‌ها را منتقل کنند، مانند مواردی که توانایی متابولیزه کردن یک نوع خاص از مواد مغذی یا دفاع از آنها در برابر ویروس‌ها را دارند، حتی در مناطقی که جمعیت آن‌ها در آب نسبتاً پراکنده است.

این یافته‌ها کلاس جدیدی از عوامل ژنتیکی را که در انتقال ژن افقی درگیر هستند، توصیف می‌کند که در آن اطلاعات ژنتیکی به طور مستقیم بین ارگانیسم‌ها منتقل می‌شود. محققان حامل‌هایی که این انتقال را انجام می‌دهند، Tycheposons نام‌گذاری کردند که نوعی توالی دی ان ان است و می‌تواند شامل چندین ژن کامل و همچنین توالی‌های دیگر باشد. آنها می‌توانند به طور خودجوش از دی ان ان اطراف جدا شوند سپس آنها را می‌توان با یک یا سیستم حامل احتمالی دیگر به موجودات دیگر از جمله حباب‌های ریز معروف به وزیکول منتقل کرد که سلول‌ها می‌توانند از غشاهای خود تولید کنند.

چیشولم که در سال ۱۹۸۸ در کشف این ارگانیسم‌ها نقش داشته درمورد یافته‌های جدید گفت: ما از این نتایج بسیار هیجان‌زده هستیم زیرا این یک عامل جدید انتقال ژن افقی برای باکتری‌ها است و الگوهای زیادی را توضیح می‌دهد که ما در پروکلروکوکوس در طبیعت می بینیم.

هاکل نیز از محققان دانشگاه گرونینگن در هلند و از دست اندرکاران این بررسی اظهار داشت: این کار با مطالعه ۶۲۳ توالی ژنوم گزارش شده از گونه‌های مختلف پروکلروکوکوس از مناطق مختلف آغاز شد.

آنچه مورد بررسی قرار گرفتند، جزایر مواد ژنتیکی بودند که به نظر می‌رسید نقاط مهم تنوع است و اغلب حاوی ژن‌هایی است که با فرآیندهای بقاء کلیدی شناخته شده مانند توانایی جذب مواد مغذی ضروری و اغلب محدود کننده مواد مغذی مانند آهن یا نیتروژن یا فسفات‌ها همراه بودند. این جزایر حاوی ژن‌هایی بودند که بین گونه‌های مختلف بسیار متنوع بودند. به تدریج آشکار شد که این سیستم انتقال ژن و تنوع با هر یک از چندین مکانیسم دیگر که در ارگانیسم های دیگر از جمله در انسان مشاهده شده است، متفاوت است.

به نظر می رسد که این میکروب‌ها از مکانیسم‌های مختلفی برای حمل و نقل این tycheposons استفاده می‌کنند. یکی از این روش‌ها، استفاده از وزیکول‌های غشایی است، حباب‌های کوچک که از سطح یک سلول باکتریایی جدا می‌شوند. هنگامی که کپسیدها یا وزیکول‌های جمع آوری شده از اقیانوس مورد مطالعه قرار گرفتند آنها دریافتند که این وزیکول‌ها غنی از عناصر ژنتیکی هستند.

انتهای پیام