لقد وجد علماء الأحياء أن النبات الطفيلي “يسرق” الجينات من الأشجار المضيفة

نشرت مجموعة دولية من علماء الأحياء من جامعة كويو الوطنية (الأرجنتين) نتائج سنوات عديدة من مراقبة النبات الطفيلي لوفوفيتوم. لا يتغذى هذا النوع على عصارة الأشجار الأخرى فحسب، بل كما اتضح، فإنه يقوم أيضًا بإدخال أجزاء من الحمض النووي الخاص به في الكود الوراثي الخاص به. وهذه الدراسة هي الأولى التي تثبت أن هذه الآلية البيولوجية ممكنة في النباتات العليا. في السابق، كان نقل الجينات معروفًا فقط في البكتيريا والميكروبات. مقال منشور في المجلة وقائع الجمعية الملكية ب.

ما هو نقل الجينات الأفقي

وخلافا للأفكار الكلاسيكية القائلة بأن الجينات تنتقل عن طريق الوراثة حصرا، هناك آلية في الطبيعة نقل الجينات الأفقي (HGT)، حيث يتم تبادل المواد الوراثية بين الأنواع غير ذات الصلة. في السابق، تم تسجيل هذه الظاهرة بشكل رئيسي في البكتيريا والكائنات وحيدة الخلية. يثبت عمل العلماء الأرجنتينيين أن هذه العملية يمكن أن تحدث أيضًا في النباتات العليا.

وكان الهدف من الدراسة هولوباراسيت لوفوفيتوم، بعد أن فقدت القدرة على التمثيل الضوئي تمامًا. فهو يستخرج كل ما هو ضروري للحياة – الماء والمعادن والطاقة – من النظم الجذرية للأشجار المانحة. الباحثون بقيادة ماريا فيرجينيا سانشيز بويرتا جينومات الميتوكوندريا المتسلسلة نوعين من هذا النبات (ل. رائع و لام هرمي) ومقارنتها بالحمض النووي للنباتات التي كانت بمثابة مضيفها.

يوضح الباحث: “لقد أجرينا تحليلًا مقارنًا للجينوم والتطور لمعرفة أصل المناطق التنظيمية للجينات الأجنبية”. “كان من المهم بالنسبة لنا أن نفهم ما إذا كان المروجون الذين يتحكمون في تعبيرهم هم مواطنون أم مستعارون أيضًا.”

جزء مهم تم استعارة الحمض النووي للميتوكوندريا للطفيلي. في نفس الوقت تعمل الجينات الأجنبية بنشاط، مما يؤدي إلى إزاحة النسخ الأصلية. طرح العلماء السؤال التالي: كيف تمكن النبات المتلقي من التغلب على الحواجز البيولوجية الطبيعية التي تمنع نقل المواد الوراثية “العدو”؟

كيف حدث الاقتراض الجيني؟

وقد أظهر تحليل الحمض النووي الريبي (RNA) والدراسات التطورية ذلك لوفوفيتوم تمكنت من تجاوز الآليات المعقدة للتنظيم النووي. بدأت الجينات الأجنبية تعمل بشكل مستقل، وذلك باستخدام الموارد داخل الخلايا الخاصة بالطفيلي، دون مشاركة إشارات التحكم من نواة الخلية. وفي الوقت نفسه، تبين أن الانتقاء الطبيعي فضل تلك الإدخالات التي احتفظ بها “المحلي” المروجين— أقسام الحمض النووي التي تؤدي إلى عملية قراءة الجينات – ويتطلب الحد الأدنى من تحرير الحمض النووي الريبي (RNA).

يوفر هذا الاكتشاف أدلة حول كيفية تبادل الأنواع للطفرات المفيدة. تتضمن خطط الفريق الفورية اختبار الفرضية حول ما يسمى ب “نقل الدائري”، والتي بموجبها يتم حبس أجزاء من الحمض النووي للميتوكوندريا الأجنبية في هياكل حلقية داخل الخلية المضيفة، مما يسمح لها بالتكاثر بشكل مستقل.