وقتی ژن ۴۰ هزار ساله انسان نئاندرتال به موشها تزریق شد، چه اتفاقی افتاد؟ (داستان یک شگفتی علمی)
در یک مطالعه جدید و حیرتانگیز، متخصصان ژنتیک در ژاپن کشف کردهاند که تزریق یک ژن نئاندرتال ۴۰ هزار ساله به موشها، منجر به تغییرات عمیقی در ساختار اسکلتی آنها شده است. این آزمایش که با استفاده از پیشرفتهترین فناوری ویرایش ژن انجام شده، ویژگیهای فیزیکی را آشکار کرده است که پژواکی از اجداد انسانی منقرضشده است و نگاهی اجمالی به تکامل گونه ما ارائه میدهد. اگر به دنبال دانستن چگونگی تاثیر ژنهای باستانی بر بدن موجودات زنده هستید، این مطلب را تا انتها بخوانید.
دانشمندان ویژگیهای نئاندرتالی را در موشها احیا کردند
در آزمایشگاهی در دانشگاه پزشکی استان کیوتو، تیمی به سرپرستی دکتر آکو آگاتا و دکتر تاداشی نومورا از فناوری CRISPR برای وارد کردن یک نوع ژن واحد به موشهای آزمایشگاهی استفاده کردهاند. ژن GLI3، که در نئاندرتالها و دنیسوواها (خویشاوندان باستانی انسان که دهها هزار سال پیش زندگی میکردند) وجود دارد، به موشها تزریق شد. این آزمایش، که در مجله BioRxiv منتشر شده، با هدف درک این موضوع انجام شد که چگونه انواع ژنتیکی باستانی به تفاوتهای اسکلتی بین انسانهای اولیه و انسان خردمند مدرن کمک کردهاند.
نوع خاصی از ژن که به موشها تزریق شد، R1537C بود؛ جهشی که در ژن GLI3 یافت میشود و بر رشد استخوان و اندام در طول رشد جنینی تأثیر میگذارد. دانشمندان امیدوار بودند ببینند که چگونه این جهش میتواند ویژگیهای اسکلتی مشاهدهشده در فسیلهای نئاندرتال، مانند قفسه سینه پهن، جمجمههای کشیده و برآمدگیهای پیشانی برجسته را منعکس کند.
موشها تغییرات بیسابقهای در اسکلت نشان میدهند
نتایج فوری و چشمگیر بود. موشهای اصلاحشده ژنتیکی، شروع به ایجاد ویژگیهای فیزیکی کردند که یادآور آناتومی نئاندرتال بود. برخی از موشها جمجمههای پهنتری از خود نشان دادند، در حالی که برخی دیگر علائمی از انحنای ستون فقرات شبیه اسکولیوز و ناهنجاریهای دنده نشان دادند. این تغییرات، منعکسکننده ویژگیهای اسکلتی مرتبط با بقایای نئاندرتال، مانند قفسههای سینه پهنتر و پیچش قویتر دنده بود که در سوابق فسیلی مورد توجه قرار گرفته است.
این آزمایش، یکی از واضحترین نمایشها تا به امروز است که چگونه ژنهای باستانی خاص میتوانند بر مورفولوژی اسکلتی تأثیر بگذارند و به تفاوتهای بیولوژیکی که گونههای اولیه انسانی را از انسانهای مدرن جدا میکرد، روشنایی ببخشد. موشهای اصلاحشده این ویژگیها را بدون رنج بردن از مشکلات رشدی شدیدی که معمولاً با جهشهای ژنی همراه است، از خود نشان دادند، که نشان میدهد نوع R1537C تأثیر ظریفتری بر رشد موشها داشته است.
ژنهای نئاندرتال هنوز در انسانهای مدرن وجود دارند
نکته قابل توجه این است که جهش R1537C محدود به تاریخ باستان نیست. این ژن هنوز در بخشهای کوچکی از جمعیت انسانی مدرن، بهویژه در میان گروههای غیر آفریقایی، وجود دارد. بر اساس دادههای پروژه ۱۰۰۰ ژنوم، این نوع ژن در ۳.۷٪ تا ۷.۷٪ از جمعیتهای اروپایی وجود دارد و در جمعیتهای آفریقایی فراوانی کمتری دارد.
این کشف نشان میدهد که برخی از ویژگیهای نئاندرتال ممکن است هنوز هم زیستشناسی انسان را امروزه شکل دهند، حتی اگر این انسانهای اولیه بیش از ۴۰ هزار سال پیش منقرض شده باشند. این مطالعه نشان میدهد که چگونه بقایای ژنتیکی این انسانتباران باستانی همچنان در ژنومهای مدرن باقی مانده و ممکن است بر ویژگیهایی مانند رشد استخوان یا حتی استعداد ابتلا به شرایط خاص تأثیر بگذارد.
بررسی اثرات انواع ژنتیکی باستانی
محققان همچنین در حال بررسی این موضوع هستند که چگونه این نوع ژن باستانی با زمینه ژنتیکی گستردهتر انسانهای مدرن تعامل دارد. این مطالعه نشان میدهد که نئاندرتالها ممکن است محدودیتهای کمتری را در فرآیندهای رشدی خود تجربه کرده باشند، که به جهشهایی مانند R1537C اجازه میدهد تا باقی بمانند و حتی به ویژگیهای متمایز اسکلتی کمک کنند. این یافته میتواند توضیح دهد که چرا برخی از ویژگیهای نئاندرتال هنوز در جمعیتهای انسانی امروزی قابل مشاهده است.
در حالی که موشهای اصلاحشده، تغییر شکلهای شدیدتری را که معمولاً با جهشهای GLI3 همراه است (مانند پلی داکتیلی یا رشد غیرطبیعی اندام) نشان ندادند، محققان تغییرات ظریف اما قابل توجهی را در نحوه تنظیم فرآیندهای رشدی توسط ژن مشاهده کردند. این نشان میدهد که انواع انسانتباران باستانی، اگرچه به ویژگیهای خاص گونهها کمک میکنند، ممکن است در شکلدهی بدن انسانهای منقرضشده و زنده نقش مهمی داشته باشند.
