تغییر جهت پیچش پوسته حلزون

با استفاده از تکنیک ویرایش ژن کریسپر، حلزونی ایجاد شده که جهت چرخش پوسته‌ی آن برعکس حالت طبیعی است.

اگر به پوسته‌ی یک حلزون دقت کنید، به احتمال زیاد متوجه می‌شوید که جهت چرخش پوسته‌ی آن به سمت راست است. اما گاهی نیز ممکن است با حلزون بیچاره‌ای برخورد کنید که برعکس این حالت باشد. شاید هم جرِمی را بشناسید؛ حلزون باغی چپ‌گردی که برای جفت‌گیری با حلزون‌های معمولی تلاش زیادی می‌کرد.

این عدم قرینگی یا دست‌سانی پوسته‌ی حلزون‌ها یک تظاهر خارجی از عدم تقارن راست‌چپ است: پدیده‌ای که در سراسر مسیر تکامل حیوانات دیده می‌شود و در انسان‌ها نیز وجود دارد، مثلا قلب شما به احتمال زیاد در سمت چپ بدن شما قرار گرفته است درحالی‌که کبد در سمت راست بدنتان است. اما این عدم تقارن خاص از کجا می‌آید؟ اخیرا پژوهشگرانی از کشور ژاپن در مجله‌ی Development نوشته‌اند که حداقل درمورد یک گونه از حلزون آب شیرین (Lymnaea stagnalis) این پاسخ را پیدا کرده‌اند.

ماسانوری ابی و ریکو کورودا با کاربرد موفقیت‌آمیز تکنولوژی ویرایش ژن کریسپر برای نخستین‌بار روی حلزون‌ها، حلزون‌هایی با جهشی در ژن Lsdia1 ایجاد کردند. قبلا به نقش احتمالی این ژن در چرخش پوسته‌ی حلزون اشاره شده بود. حلزون‌های فاقد یک نسخه‌ی عملکردی از Lsdia1 فرزندانی تولید می‌کنند که جهت چرخش پوسته‌ی آن‌ها به سمت چپ است. این امر نشان می‌دهد که تعیین جهت چرخش پوسته حلزون تحت کنترل یک ژن است.

به‌طور شگفت‌انگیزی، پژوهشگران توانستند علائم نامتقارنی را در اولین مراحل توسعه یعنی وقتی جنین حلزون فقط یک سلول بود، ببینند. علاوه‌براین، حلزون‌های جهش‌یافته به سن تولید مثل می‌رسیدند و تمامی فرزندان آن‌ها از لحاظ وضعیت چرخش پوسته همانند خودشان بودند. طبق گفته‌ی کورودا:

این حلزون‌های دارای چرخش معکوس در پوسته، سالم و بارور هستند و این وضعیت می‌تواند از نسلی به نسل بعد منتقل شود. ما اکنون پنجمین نسل این نوع حلزون‌ها را نیز داریم. علاوه‌بر‌این، با فرض این موضوع که حلزون‌های راست‌گرد و چپ‌گرد احتمالا نمی‌توانند با هم آمیزش کنند، این نتایج ممکن است دارای تلویحاتی درزمینه‌ی تکامل و گونه‌زایی حلزون‌ها باشد.

سرکوب کردن ژن Lsdia1 در حلزون Lymnaea stagnalis موجب معکوس شدن چرخش پوسته می‌شود. درمقایسه‌با حلزون نوع وحشی (سمت راست)، جهت تاب‌خوردگی پوسته در حلزون ویرایش ژنی شده (سمت چپ) برعکس است

هنوز آشکار نیست که چگونه ژن Lsdia1 عدم تقارن راست‌چپ را کنترل می‌کند: این ژن یک فرمین را کد گذاری می‌کند؛ پروتئینی که در تنظیم اسکلت داخل سلول نقش دارد. اما برای درک این موضوع که این ژن چگونه روی فرایندهای سلولی کنترل‌کننده‌ی عدم تقارن تأثیرگذار است، به انجام پژوهش‌های بیشتری نیاز است.

باتوجه‌به اینکه ژن‌هایی مانند Lsdia1 در تمام جانوران دیده می‌شود، احتمالا مکانیسم‌های مشابهی برای کنترل این نوع عدم تقارن در دیگر گونه‌ها ازجمله خود انسان نقش دارند. همان‌طور که کورودا می‌گوید:

اگرچه مکانیسم‌های متنوعی برای حیوانات مختلف پیشنهاد شده ولی ما تصور می‌کنیم که احتمال وجود یک مکانیسم واحد که در آن فرمین‌ها و عدم تقارن سلولی نقش دارند، بیشتر است.

درحالی‌که به‌نظر می‌رسد حرکت از موضوع چرخش پوسته‌ی حلزون‌ها به نامتقارنی‌های موجود در بدن انسان یک پرش بزرگ باشد، امکان دارد درنهایت مطالعات آینده روی نحوه‌ی عمل Lsdia1 در حلزون‌ها بتواند به ما کمک کند تا متوجه شویم چرا برخی از نوزادان با قلبی در سمت راست بدن متولد می‌شوند.

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

*

code