دانشمندان رابطه‌ تکاملی بین دست‌ ها و باله ها را کشف کردند

دانشمندان با استفاده از جدید‌ترین تکنیک‌های ویرایش ژن، یک رابطه‌‌ی تکاملی قوی بین ژن‌های کنترل رشد انگشتان دست و ژن‌های کنترل رشد باله‌ها، کشف کردند.

نتایج این پژوهش به لطف یک فناوری ویرایش ژن انقلابی موسوم به CRISPR به دست آمده‌ است. این فناوری دانشمندان را قادر به بازنویسی DNA داخل سلول‌های زنده، می‌کند. CRISPR مهندسی ژنتیک را بسیار ساده‌تر و در عین حال ارزان‌تر می‌کند. اما برخی از این واهمه دارند که فناوری یاد شده می‌تواند منجر به ساخت “Designer Baby”های قابل کنترل شود (Designer Baby نوزادی است که از طریق اصلاح ژن به دنیا می‌آید). اما CRISPR پتانسیل درمان بیماری‌های مختلف را نیز دارا است.

در این تحقیق، پژوهشگران دانشگاه شیکاگو از فناوری یاد شده برای آشکارسازی یک رابطه‌ی کلیدی بین موش و گورخرماهی استفاده کرده‌اند. یافته‌های این پژوهشگران می‌تواند در پاسخ به این سوال که چگونه ۵۰۰ میلیون سال پیش موجودات آبزی قادر به راه رفتن بر روی خشکی بوده‌اند، سودمند باشد.

زیست‌شناس، نیل شابین، توضیح می‌دهد:

برای چندین سال، دانشمندان بر این باور بودند که استخوان‌های باریک باله‌ی ماهی‌ها با انگشت‌ها کاملا بی‌ارتباط و متفاوت هستند، چرا که یکی از این استخوان‌ها در ابتدا از غضروف شکل گرفته و دیگری در یک بافت پیوندی شکل گرفته است. اما یافته‌های ما این ایده را به کلی تغییر می‌دهد. ما اکنون باید در خصوص عوامل زیادی بازنگری کنیم.

تیم پژوهشی پس از حدود سه سال ویرایش ژن و Fate Mapping (متدی برای پی بردن به چگونگی رشد سلول‌ها)، موفق به یافتن رابطه‌ای بین این دو نوع اندام بیرونی، شده‌ است.

بر اساس مطالعات گذشته، دانشمندان می‌دانند که ژن‌های Hoxa-13 و Hoxd-13 نقشی کلیدی در توسعه‌ی اعضای بدن حیوانات دارند. ظهور فناوری CRISPR به این مفهوم است که اکنون برای نخستین بار ژن‌های مرتبط در پرنده‌ها قابل ویرایش است، پژوهشگران در این آزمایش نیز اقدام به انجام این کار کرده‌اند.

آنها به این موضوع پی بردند که در موش و گورخرماهی اصلاح ژن شده، ماده‌ی ژنی یکسانی وظیفه‌ی ایجاد استخوان‌های نازک و منعطف باله‌ها و استخوان‌های مچ دست و انگشتان حیوانات چهارپا را بر عهده دارد.

در این پژوهش دو مجموعه آزمایش به موازات هم انجام شدند. نخست، ژن‌های سازنده‌ی اعضای گورخرماهی حذف شد تا تاثیر آن بر روی رشد باله‌ها مورد بررسی قرار گیرد. در مرحله‌ی دوم، ژن‌های یکسانی جایگزین شدند تا روند توسعه‌ی آنها در سی‌تی اسکن آشکار شود. تغییرات ژنی مشابهی روی گروهی از موش‌ها نیز اعمال شد.

یافته‌های پژوهشگران نشان از آن دارد که ظاهرا در موش‌ها و گورخرماهی‌ها، کد ژنی یکسانی، دستور حضور یافتن سلول‌های جنینی را در انتهای اعضا، صادر می‌کند. البته این کد برای این کار از بافت‌های متفاوتی استفاده می‌کند: در موش‌ها و سایر موجودات خشکی، استخوان‌های مبتنی بر غضروف (Cartilage) و استخوان‌های پوستی (Dermal) در ماهی‌ها.

یافته‌های اخیر نشانگر یک سر نخ حیاتی در خصوص ارتباط بین دست‌های ما و باله‌های موجودات اعماق دریاها، نیز است. پژوهشگران معتقدند که CRISPR می‌تواند در شناسایی روابط انقلابی دیگری نیز مورد استفاده قرار گیرد.

گفتنی است که یافته‌های این پژوهش در ژورنال Nature منتشر شده است.