پس از این همه سال، هنوز در حال تغییر!
یک تیم بین المللی از محققان در آزمایش بلند مدت تکاملی(LTEE)، توالی DNA ژنوم های باکتری اشریشیا کُلی را به منظور کشف ژن هایی با جهش ژنتیکی مفید که به باکتری در مقابل اجدادش برتری داده است، تعیین کردند. این محققان طی بررسی ۱۲ گروه، بیش از ۱۴۰۰۰ مورد تغییر یافت کردند. هر گروه به شیوه ای متفاوت دچار تغییر شد، اما در این بین بعضی تغیییرات مشترک مهم نیز دیده شد.
ریچارد لنسکی کسی که آزمایش بلند مدت تکاملی را انجام داده است.
اگر پل سایمون قصد داشت آهنگی درباره “آزمایش بلند مدت تکاملی” ریچارد لنسکی بنویسد، آن را « پس از این همه سال، هنوز در حال تغییر » می نامید. در مقاله ای جدید پروفسور برجسته دانشگاه ایالتی میشیگان جان هانا که تخصصش در زمینه میکروبیولوژی و ژنتیک مولکولی میباشد به همراه تیمی بین المللی از محققان به وسیله پیشرفته ترین و مدرن ترین ابزارها به بررسی ده ها هزار نسل از باکتری اشریشیا کُلی پرداخته اند. آنها توالی DNA ژنوم های این باکتری را به منظور کشف ژن هایی با جهش ژنتیکی مفید که به باکتری در مقابل اجدادش برتری داده است، تعیین کردند.
باکتری های مربوط به نسل های مختف این آزمایش برای مدتی نزدیک به ۳۰ سال در فریزرها ذخیره شده بودند. آنها در جستجو برای تغییرات DNA به زندگی بازگردانده شدن. قادر بودن به بررسی نمونه های فریز شده از سال های قبل یکی از دلایلی است که لِنسکی “آزمایش بلند مدت تکاملی” که نتایج آن را به مرور زمان خواهیم دید، پرداخته است.
نمونه های آزمایشی سی ساله ی آزمایش بلند مدت تکاملی
لِنسکی عضو “مرکز بررسی تکامل در عمل” گفت: « یکی از بهترین موارد درباره ی چنین آزمایش بلند مدتی این است که طی آن تکنولوژی های نوینی مورد استفاده قرار میگیرد که زمانی که من این آزمایش را در سال ۱۹۸۸ آغاز کردم، وجود نداشتند. » او در ادامه افزود:« نخستین ژنوم باکتری تا پیش از سال ۱۹۹۵ از نظر توالی DNA مورد بررسی قرار نگرفت و اکنون، تنها در این مقاله ما توالی ۲۶۴ ژنوم کامل را طی یک آزمایش تعیین کرده ایم.» تیم او صدها ژنوم باکتری اشریشیا کلی را به منظور آزمودن چگونگی تغییرات DNA باکتری طی بیش از ۵۰۰۰۰ نسل بررسی کردند. این محققان طی بررسی ۱۲ گروه، بیش از ۱۴۰۰۰ مورد تغییر یافت کردند. هر گروه به شیوه ای متفاوت دچار تغییر شد، اما در این بین بعضی تغیییرات مشترک مهم نیز به خوبی دیده شد.
جهش ها بیشتر بر روی یک زیر مجموعه از ژن ها متمرکز بودند؛ برخی قابل توجه و برخی ساده؛ در جایی که جهش ها به باکتری در مقابل اجدادش برتری داده اند. یکی از تفاوت های قابل توجه که میان گروه های مختلف وجود داشت این بود که نیمی از آنها به میزان بیشتری دچار جهش در مسیر تکامل شدند، اگر چه همه آنها از اجداد یکسان بودند که دارای میزان جهش پاییینی بودند.
تصویری هنری از باکتری های اشریشیا کلی
“جفری باریک” استادیار علوم بیومولکولی دانشگاه تگزاس در آستین درباره این آزمایش میگوید: حتی در میکروکازم( ابعاد کوچتر از واقعیت – همانند شرایطی که بعضا در آزمایشگاه ها وجود دارد) ساده، میتوانیم بررسی سیر تکامل را تصور کنیم. – یک باکتری که در شرایطی خسته کننده سال ها در یک آزمایشگاه نگه داشته شده است – ما چیزهای جدیدی درباره میزان و فرآیند تکامل آموختیم، این اطلاعات کمیتی برای سلامت انسان حائز اهمیت میباشد. به این جهت که توانایی ما در پیش بینی چگونگی تکامل باکتری ها به خصوص در عفونت های مزمن و میکروبیوم انسان( ریزاندامگان همزیست – باکتری هایی که در بدن انسان وجود دارند) را بهبود می بخشد.
طبق گفته های لِنسکی، این مقاله حاصل همکاری ِ شگفت انگیز چندین نفر است. “نوا ریبِک” محقق دانشگاه ایالتی میشیگان، چندین تئوری ریاضی را به منظور تفسیر و ترجمه داده ها توسعه داد. “باریک” که او نیز عضو سابق دانشگاه ایالتی میشیگان بود، نرم افزاری را به منظور آنالیز ژنوم ها ایجاد کرد. “الیویر تنایون” از دانشگاه دایدِروت فرانسه، رهبری این مطالعات را بر عهده داشت. همچنین محققانی از دیگر دانشگاه های فرانسه، ماساچوست آمریکا و زوریخ در سوئیس در این تحقیق شرکت داشتند. آزمایش بلند مدت تکامل لنسکی، اکنون از ۶۵۰۰۰ نسل عبور کرده است. سرمایه لازم برای تحقیقات لِنسکی توسط « بنیاد ملی علوم – به اختصار NSF » تامین می شود. جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریه Nature منتشر شده است.
مترجم: امیرحسین ادیبی/ سایت علمی بیگ بنگ
منبع: sciencedaily.com
