دانشمندان محل ژن های جابه جا شونده در ذرت را کشف کردند/ این اکتشاف سود زیادی را نصیب کشاورزان دنیا می کند

بالاخره محل ژن های جابه جا شونده ذرت توسط یک تیم بین المللی به سرپرستی پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا دیویس و آزمایشگاه کلد اسپرینگ هاربور کشف شد. این اکتشاف می تواند در نهایت به پرورش و تولید ذرت، یکی از مهم ترین محصولات کشاورزی دنیا سود برساند.

به گزارش ایانا از سایت "یورواکلرت"، عناصر قابل حمل یا ترانهشگرها، زنجیره هایی از DNA هستند که می توانند مکان خود را درون یک ژنوم تغییر دهند (ژن های جابه جا شونده). این ژن که توسط ژنتیک شناس باربارا مک کلینتاک، برنده جایزه نوبل در دهه ۱۹۴۰ در ذرت کشف شده است، توسط دانشمندان بسیاری مورد بررسی های طولانی قرار گرفته است تا بتوانند نقش کمی در ژنتیک برای آن ها بیایند. با این حال دیگران از جمله مک کلینتاک فکر می کردند که ترانهشگرهای درون ژنوم ممکن است نقش مهمی در سلول ها از جمله تنظیم بیان ژن داشته باشند. ما اکنون می دانیم که عناصر قابل حمل که در بیشتر ارگانیسم ها یافت می شود، بیش از ۸۰ درصد ژنوم ذرت و نزدیک ۵۰ درصد ژنوم انسان را تشکیل می دهد.

تا امروز، محل دقیق ترانهشگرها گیج کننده بوده است، ابتدا به دلیل اینکه توالی و جمع آوری آن ها بسیار مشکل بوده است. میشل استیتزر، دانشجوی فارغ التحصیل در رشته زیست شناسی جمعیت در دانشگاه کالیفورنیا دیویس و جف راس-ایبارا، ژنتیک شناس ذرت و استاد علوم گیاهی با همکاران خود در آزمایشگاه کولد اسپرینگ هاربور و چندین دانشگاه و شرکت تکنولوژی ژنوم کار کردند تا یک ژنوم مرجع جدید ذرت ایجاد کنند که شامل مناطق تکرارشونده ی پیچیده ی بسیار شود. این تکنولوژی توالی جدید که آن ها از آن استفاده کرده اند در نسخه آخر مجله طبیعت ( Nature ) منتشر شده است.

شناسایی و طبقه بندی عناصر قابل حمل در ذرت

استیتزر می گوید: «ژنوم مرجع قبلی ذرت، تمام مناطق تکرار شونده را شناسایی نمی کرد». «تا امروز ما موقعیت های نسبی بخش های متوالی را می دانستیم اما نه تمام قسمت های درهم برهم بین آن ها را. این تکنولوژی جدید به ما اجازه داده است تا تمام مناطق تکرارشونده را متوالی کنیم». استیتزر روش هایی را برای شناسایی موقعیت های ترانهشگرها در ذرت حتی زمانی که آن ها بر روی یکدیگر قرار می گیرند شناسایی می کند.

راس- ایبارا می گوید: "این مقاله منتشر شده در مجله طبیعت بر این تکنولوژی که یک توالی با کیفیت و ارزشمند از ژنوم ها را بدست می دهد تمرکز کرده است". "اما میشل سپس الگوریتم های کامپیوتری برای شناسایی عناصر ترانهشگر منفرد در سراسر ژنوم را ایجاد کردکه تا قبل از این انجام نشده بوده است". "کار او کل اکولوژی ترانهشگرها را نشان می دهد که با روابط پیچیده رقابتی و همکاری تکمیل می شود. این ما را قادر می کند تا آغاز به فهمیدن تنوع زیستی غنی ژنوم ها به عنوان یک اکوسیستم کنیم".

نیثن اسپرینگر استاد دانشگاه مینه سوتا و یکی از همکاران در مقاله منتشر شده در مجله طبیعت می گوید «رویکرد های جدید میشل برای شناسایی و تکمیل طبقه بندی عناصر قابل جابه جایی در ذرت باید به اکتشافات بنیادی بیولوژیکی جدید منجر شود».

افق های جدید پژوهش در مورد ترانهشگر

ترانهشگرها می توانند بیان ژن های مجاور را بسته به اینکه در کجای ژنوم فرود آمده اند تنظیم کنند و تغییر دهند. استیتزر می گوید: "بسیار مهم است که این مسئله را بدانیم، اما زمانی که نمی توانستیم بفهمیم که آن ها در کجای توالی ژنومی قرار دارند شناسایی کردن دشوار بود".

محل اتصال ترانهشگرها و تاثیر آن ها بر بیان ژن، شناسایی شده است تا بتوان مسیری را که در آن ذرت با محیط زیست خود تعامل می کند تحت تاثیر قرار داد. برای مثال، جایگیری متفاوت ترانهشگرها موجب مقاومت در مقابل گرما می شود، زمان گل دهی را تغییر می دهد، توانایی رشد در خاک های پر از آلومینیوم های سمی را افزایش می دهد و به ذرت اجازه می دهد که با از بین بردن حساسیت خود نسبت به روزهای طولانی مناطق گرمسیری، قادر به گسترش در عرض های معتدل جغرافیایی باشد و به طور گسترده، نشان داده شده است که جای گیری عناصر قابل حمل، بیان ژن را در شرایط پر استرس تغییر می دهد. اما این جای گیری ها با پیامدهای کارکردی شناخته شده، تنها نمایانگر مشتی از خروارها عناصر ترانهشگر در ژنوم ذرت است.

دیمون لیش، استاد دانشگاه پوردو که تنظیم و تکامل عناصر قابل حمل گیاهان را خوانده است می گوید:" ما به سادگی نمی توانیم پیچیدگی ژنوم گیاهان را بدون اینکه بتوانیم عناصر قابل حمل را شناسایی کنیم بفهمیم. کار میشل یک مسیر گران بها را ایجاد کرده است که به ما اجازه می دهد تا شروع به گره گشایی کردن از تنوع تمام عناصر ژنتیکی که ژنوم ذرت را می سازند بکنیم".

راس- ابارا می گوید اکنون که ژنوم ذرت کاملا متوالی است و مکان ترانهشگرها مشخص شده است، قلمرو جدیدی از پژوهش ورای نقش فردی ژن ها در ذرت باز شده است.

مترجم: بهاران پدرام