جهشی کوتاه از اجداد تک سلولی به حیوانات

مجموعه: چرا ، زیرا و چگونه

نخستین حیوانات در حدود ۸۰۰ میلیون سال پیش از اجداد تک سلولی شان تکامل یا فرگشت یافتند، ولی شواهد جدید حاکی از آن است که این جهش به سمت موجودات زنده چند سلولی در شجره زندگی بر خلاف تصور دانشمندان، رویداد بسیار شگرفی نیست. پژوهشگران دریافته‌اند که اجداد تک سلولی حیوانات از ساز و کارهایی برخوردار بوده اند که امروزه سلول جانوری از آنها برای توسعه‌ انواع مختلفی از بافت ها استفاده می کنند.

بر طبق این تصویر گرافیکی، ویژگی چند سلولی در تاریخ فرگشت پدیدار شد

در یک مقاله جدید دانشمندان نشان دادند که اجداد تک سلولی حیوانات از ساز و کارهایی برخوردار بوده اند که امروزه سلول های جانوری از آنها برای توسعه‌ انواع مختلفی از بافت ها استفاده می کنند. ایناکی رویز-تریلو، زیست شناس فرگشتی در موسسه “زیست شناسی فرگشتی بارسلون اسپانیا” طی توضیحاتی اظهار کرد: ما در حال بررسی مراحل وقوع فرگشت هستیم چرا که این اتفاق اهمیت فراوانی در منشأ تمامی حیوانات ایفا کرده است. یافته های ما بر این مسئله تاکید می کند که نخستین موجودات زنده رفتارهایی از خود بروز می داده‌اند که زمانی فقط در موجودات چند سلولی به چشم می خورد. پس احتمالا جهش فرگشتی(تکاملی) ساده تری به وقوع پیوسته است.

محققان به مطالعه یک آمیب تک سلولی به نام کاسپاسپورا اوزارزاکی (Capsaspora owczarzaki) پرداختند که خویشاوندی نزدیکی با حیوانات چند سلولی امروزی دارد. کاسپاسپورا در آب های شیرین زندگی می کند و گروه تحقیقاتی رویز-تریلو از آن برای جمع آوری اطلاعاتی در خصوص فرگشت ِ حیوانات استفاده کرده است. رویز-تریلو و تیمش ژنوم کاسپاسپورا را طی پروژه‌ای در یک توالی منظم قرار دادند. آنان دریافتند که آمیب حاوی ژن های بسیار زیادی است و ارتباط غیرقابل انکاری با کارکردهای چند سلولی دارد.

کاسپاسپورا به عنوان موجود زنده تک سلولی نمی تواند به مانند انسان ها چند نوع سلول مختلف داشته باشد. با این حال، کاسپاسپورا نوع سلول اش را در طول زمان تغییر می دهد، یعنی از یک آمیب به یک کلونی جمعی از سلولها تغییر می یابد. در این مطالعه بررسی شد که آیا کاسپاسپورا با گذشت زمان از مکانیزم های یکسانی برای کنترل تغییر سلولی استفاده می کنند یا خیر. حیوانات از این مکانیزم ها برای کنترل فرآیند توسعه‌ سلولی در بافت های مختلف بهره می برند.

مکانیزم های مشابهی وجود دارد که حیوانات از آنها برای تغییر نوع سلول استفاده می نمایند

دانشمندان با همکاری تیم تحقیقاتی ادوارد سابیدو در واحد پروتئومیکس مرکز تنظیم ژنومی دانشگاه پامپ فابرا به تجزیه و تحلیل پروتئین های موجود در کاسپاسپورا پرداختند تا دریابند موجودات زنده چگونه فرآیندهای سلولی شان را در طول مراحل مختلف زندگی تعدیل می بخشند. بنا به گفته سابیدو، بررسی های پروتئینی مبتنی بر طیف سنجی جرمی این امکان را به ما می دهند تا دریابیم کدام پروتئین ها بیان شده و چگونه دستخوش تغییر و تحول قرار می گیرند. علامت دهی درون سلولی به تغییرات اعمال شده در این پروتئین ها، بستگی دارد. پس ما با انجام چنین تحلیلی نه تنها به اتفاقات درون سلول پی می بریم، بلکه از نحوه سازماندهی سلول و ارتباط درونی آن هم اطلاعات ارزشمندی بدست می آوریم.

محققان کشف کردند که رشته پروتئینی کاسپاسپورا از مرحله‌ای به مرحله دیگر دچار تغییرات گسترده ای می شود و موجود زنده به مانند حیوانات چند سلولی، از ابزارهای مشابهی برای تنظیم این فرآیندهای سلولی استفاده می کند. برای مثال، کاسپاسپورا عوامل رونوشت و سیستم علامت دهی تیروزین-کیناز را در مراحل مختلف برای تنظیم ایجاد پروتئین فعال کرد. رویز-تریلو گفت: « مکانیزم های مشابهی وجود دارد که حیوانات از آنها برای تغییر نوع سلول استفاده می نمایند، اما آن مکانیزم ها تاکنون در موجودات زنده تک سلولی مشاهده نشده است.» وجود این نوع ابزارهای تنظیم پروتئینی در کاسپاسپورا و حیوانات بدان معناست که اجداد تک سلولی کلیه حیوانات احتمالا از چنین سیستم هایی برخوردار بوده اند و شاید بسیار پیچیده تر از آن چیزی بوده که دانشمندان تصور می کرده‌اند.

منبع: bigbangpage.com - sciencedaily.com