کلید شکست سرطان در دست این موجود باستانی

خبرآنلاین: یک زیست شناس، گفت: بیشتر سرطان‌ها، در حقیقت جهش‌های جسمی هستند که نشان‌دهنده شکست مکانیزم‌های ترمیم DNA فرد است. در صورتی که مطالعات آتی ثابت کند که مکانیزم ترمیم DNA گارها، کارآمد هستند و ما بتوانیم کشف کنیم که چه چیزی منتهی به این موضوع می‌شود، می‌توانیم درباره به کارگیری و کاربرد‌های بالقوه آن‌ها در سلامت انسان برنامه‌ریزی کنیم.

این ماهی دارت شکل باستانی، به زبان انگلیسی "گار" نامیده می‌شود و دارای ژنومی است که سه برابر کندتر از دیگر مهره‌داران تغییر می‌کند. آن‌ها نمونه‌ای از فسیل‌های زنده هستند.

 اگر نگاهی به خرچنگ نعل اسبی بیندازید، عملا به میلیون‌ها سال قبل نگاه می‌کنید. حیواناتی مثل خرچنگ نعل اسبی، تهی‌خار (سیلکانت) و پلاتیپوس نوک اردکی، از جمله جانورانی هستند که چارلز داروین آن‌ها را "فسیل زنده" خوانده بود؛ چرا که نمونه‌های زنده این جانوران، از نظر فیزیکی تفاوت‌های بسیار کمی با اجدادشان که در فسیل‌های میلیون‌ها سال پیش رویت شده، دارند.

حالا یک گروه باستانی از ماهیان پرتو که در زبان انگلیسی "گار" و در زبان فارسی سرسوسماری الیگاتور نامیده می‌شوند، ممکن است گروه جدیدی از فسیل‌های زنده‌ای باشند که کندتر از هر مهره‌دار دیگری تکامل یافته است. نتیجه مقاله‌ای که در مجله Evolution منتشر شد، حکایت از آن دارد که آن‌ها در بین تمام مهره‌داران فک‌دار، پائین‌ترین سرعت تکامل مولکولی را دارند؛ یعنی ژنوم آن‌ها به مراتب کندتر از دیگر حیوانات تغییر می‌کند.

"گار" یا سرسوسماری الیگاتور چیست؟

تا به امروز هفت گونه از " گار" شناسایی شده است. آن‌ها در آمریکای‌شمالی و در آب‌های شیرین و شور زندگی می‌کنند و معمولا در آب‌هایی با حرکت آهسته مثل مصب رودخانه‌ها یافت می‌شوند. بدن این موجودات به شکل دارت است و منقار بلندی دارند که مثل یک جفت پنس عمل می‌کند. آن‌ها تخم‌های سبزرنگی می‌گذارند که برای شکارچیانی که قصد خوردن آن‌ها را داشته باشد، بسیار سمی است.

هر هفت گونه زنده "گار" ها، تقریبا شبیه قدیمی‌ترین فسیل‌های شناخته‌شده از این جانور هستند. قدمت این فسیل‌ها به حدود ۱۵۰ میلیون سال قبل و دوره ژوراسیک برمی‌گردد. حدود ۱۰۰ میلیون سال پیش و در دوره کرتاسه میانی، یکی از دو اصل و نسب اصلی این موجودات در فسیل‌ها ظاهر شدند.

مروری بر هیبریداسیون این جانور

در بررسی جدید، اعضای تیم تحقیقاتی، به تجزیه و تحلیل یک مجموعه داده‌ها حاوی ۱۱۰۵ اگزون (منطقه کد DNA) از نمونه‌ای از ۴۷۱ گونه مهره‌دار فک‌دار پرداختند. آن‌ها متوجه شدند که DNA گار‌ها به شکل مداوم، تا سه برابر کندتر از هر گروه اصلی دیگر مهره‌داران تکامل یافته. البته سرعت تکامل ماهی‌های خاویاری و ماهی‌های پارویی هم کند بود، ولی نه به کندی گار.

پس از آن محققان به فرآیندی به نام هیبریداسیون نگاه کردند که طی آن دو گونه مختلف، با هم جفت‌گیری کرده و فرزندی تولید می‌کنند که توانایی تولید مثل در دوران بلوغ را خواهد داشت. مثل اسب و الاغ که دو گونه متفاوت هستند و قاطر، حاصل جفت‌گیری این دو گونه است؛ البته قاطر‌ها معمولا عقیم به دنیا می‌آیند و قادر به تولید مثل نیستند. برخی از گونه‌های گار نیز می‌توانند با یکدیگر جفت‌گیری کرده و فرزندان آن‌ها با رسیدن به بلوغ جنسی، قابلیت باروری خواهند داشت.

اعضای این تیم به بررسی تمساح گار و گار بینی بلند که دو گونه مختلف گار در سیستم رودخانه‌های Brazos و Trinity در تگزاس هستند، پرداختند. هر دوی این گونه‌ها، آخرین بار حدود ۱۰۰ میلیون سال پیش جد مشترکی داشتند و هنوز هم نوزادان زنده و باروری تولید می‌کنند؛ اما گونه‌های جدیدی ایجاد نکرده‌اند. این تولیدمثل موفقیت‌آمیز دو گونه مختلف گار، احتمالا به کندی تغییر DNA آن‌ها و همچنین حفظ تعداد گونه‌های این جانور در عدد ۷ تاثیرگذار بوده است.

چیس برانواشتاین، یکی از نویسندگان این مقاله و دانشجوی دکترای دانشگاه Yale در این باره گفته: «هر چقدر ژنوم یک گونه کندتر جهش پیدا کند، احتمال اینکه بتواند با گونه‌های جداگانه‌ای که از نظر ژنتیکی از آن‌ها جدا شده‌اند آمیخته شود، بیشتر خواهد بود.»

طبق نتایج این بررسی، گارها، دارای قدیمی‌ترین شکاف شناسایی شده والدین در بین تمام حیوانات، گیاهان و قارچ‌هایی هستند که قادرند تا فرزندانی تولید کنند که زنده مانده و تولید مثل کنند. تا پیش از این، این عنوان در اختیار دو گونه سرخس بود، ولی جد مشترک گارها، ۶۰ میلیون سال قدیمی‌تر از جد مشترک این دو گونه سرخس است.

این یک تصادف تکاملی نیست

اعضای این تیم بر این باورند که گار‌ها دارای دستگاه ترمیم DNA به شدت قدرتمندی هستند که به این ماهی اجازه می‌دهد تا جهش‌های جسمی و germline را اصلاح کند. این جهش‌ها در واقع تغییراتی در DNA هستند که قبل و بعد از لقاح رخ می‌دهند. احتمالا گار‌ها می‌توانند این جهش‌ها را به شکلی موثرتر از بسیاری از مهره‌داران دیگر تغییر داده و درک این فرآیند می‌تواند در آینده در بهبود سلامت انسان‌ها موثر واقع شود.

توماس جی نیر، یکی از نویسندگان این مقاله و زیست‌شناس تکاملی دانشگاه Yale در این باره گفته: «بیشتر سرطان‌ها، در حقیقت جهش‌های جسمی هستند که نشان‌دهنده شکست مکانیزم‌های ترمیم DNA فرد است. در صورتی که مطالعات آتی ثابت کند که مکانیزم ترمیم DNA گارها، کارآمد هستند و ما بتوانیم کشف کنیم که چه چیزی منتهی به این موضوع می‌شود، می‌توانیم درباره به کارگیری و کاربرد‌های بالقوه آن‌ها در سلامت انسان برنامه‌ریزی کنیم.»

طبق گفته اعضای این تیم، این تحقیق نشان می‌دهد که فسیل‌های زنده زمین، فقط حوادث تکاملی عجیب نیستند؛ بله در حکم تصاویری زنده و تنفسی از نحوه عملکرد تکامل در طبیعت هستند.

براونشتاین در این باره گفت: «این نشان دهنده آن است که تحلیل الگو‌ها در تاریخ تکاملی فسیل‌های زنده ممکن است پیامد‌هایی در داستان خود ما داشته باشد. این نه تنها به ما کمک می‌کند تا تنوع زیستی سیاره را بهتر درک کنیم؛ بلکه می‌توان به صورت بالقوه از آن در تحقیقات پزشکی و بهبود سلامت انسان‌ها بهره برد.»