يحتوي الجينوم البشري على 4.5 مليون نسخة من العناصر القابلة للنقل (TEs)، والتي تُسمَّى تسلسلات الحمض النووي القادرة على التحرك حول الجينوم من خلال آليات القص واللصق أو النسخ واللصق، ويمثل 30-50% من جميع الحمض النووي في الجينوم المُتوسط للثدييات، وقد تمَّ النظر إلى هذه العناصر TEs بشكل تقليدي على أنها أدوات تحميل وراثية، تتنزه في الجينوم دون تقديم أي فائدة للكائن الحي.
لكن في الآونة الأخيرة، بدأ العلماء في الكشف عن الحالات التي تمَّ فيها اختيار تسلسل عناصر TE من قِبَل الكائن لتوفير وظيفة مُفيدة، مثل تشفير جزء من بروتين إضافي، في دراسة جديدة نُشرت في مجلة Nucleic Acids Research، أجرى البروفيسور هيدينوري نيشيهارا “Hidenori Nishihara” أحد أكثر التحليلات شمولية للخيار المُشترك لتتابُع TE حتى الآن، حيث كشف عن عشرات الآلاف من مُتسلسلات TE المُختارة المُحتملة، واقترح أنها لعبت دورًا رئيسيًا في تطور الثدييات.
“تم الاهتمام بالتحديد بالتأثير المُحتمل لتتابُع عناصر TE على تطور الغدة الثديية، وهي عضو مسؤول عن إنتاج الحليب، ويُوحي الاسم أيضًا بأنها سمة مُميّزة رئيسية للثدييات” لاحظ الدكتور نيشيهارا، لتحديد تتابُع TE المُختار المُحتمل، عندما استخدم أربعة بروتينات ER, FoxA1, GATA3, AP2، يرتبط هذا الحمض النووي بتنظيم إنتاج البروتينات المُشاركة في تطور الغدة الثديية، ثُمَّ حدد كل تتابُعات الحمض النووي في الجينوم الذي ترتبط به هذه البروتينات.
ومن المُثير للدهشة أنَّ 20-30% من جميع مواقع الربط عبر الجينوم كانت موجودة في عناصر TEs، مع ما يصل إلى 38500 حاوية تحتوي على موقع ربط واحد على الأقل، غالبية هؤلاء كانوا في نوع من النسخ واللصق من TE المعروف باسم “retrotransposon”، والذي يُكرر نفسه، وترك نسخة جديدة في موقع جديد. تمَّ الحفاظ على تتابُع مواقع الربط المُشتقة من عناصر TE عبر الأنواع أكثر مما كان مُتوقعًا، مما يُشير إلى أنه يتم الحفاظ عليها عن طريق التطور؛ لأنها تخدم بعض الوظائف المُهمة.
يعتقد الدكتور نيشيهارا أنَّ هذه المُتسلسلات TE قد اُختيرت لتكون بمثابة مُحفزات عناصر DNA التي تزيد من نسخ الجينات القريبة، من خلال الارتباط بأحد المُنظمين الرئيسيين الأربعة لتنمية الغدة الثديية، فإنَّ هذه المُحفزات تزيد في النهاية من إنتاج البروتينات المُشاركة في نمو الغدة الثديية.
بعدما حصل على تسلسل TE في تطور الثدييات، قام الدكتور نيشيهارا بعد ذلك بالتحقيق، ووجد مرحلتين مُتميزتين من الاستحواذ، تمَّ الحصول على ما يقرب من 60-70% في سلف جميع الثدييات المشيمية (Eutheria)، في حين يُمكن تتبُع 10-20% إلى سلف قرود العالم الجديد (Simiiformes).
بالإضافة إلى ذلك، يبدو أنَّ هناك موجة أخرى من الاستحواذ على “ER” مواقع ملزمة في سلف الفئران والجرذان (Muridae)، وبالتالي، من خلال توفير عدد كبير من مواقع ربط العناصر التنظيمية المُحتملة في جميع أنحاء الجينوم، قد يكون لـ TEs تأثير كبير على ظهور الغدة الثديية وتطورها داخل الثدييات.
ألقت دراسة الدكتور نيشيهارا الضوء على المُشاركة العميقة للـ TE في تطور العناصر التنظيمية للغدة الثديية.
ومع ذلك، يظل من غير الواضح مدى انتشار هذا النمط من تطور الشبكة التنظيمية بوساطة TE.
يعتقد الدكتور نيشيهارا على الأقل، أنَّ الغدة الثديية ليست فريدة من نوعها في هذا الصدد، ويُشير إلى أنه بالإضافة إلى الغدد الثديية، تشترك الثدييات في العديد من السمات، مثل القشرة المخية الحديثة، الحنك الثانوي المُغلق، والشعر.
هل من المُمكن أنْ تكشف الأبحاث المُستقبلية عن العديد من أنواع TE الإضافية التي شاركت بشكل مُماثل في تطور هذه السمات في الثدييات؟
كتابة: امنية نبيل
مراجعة: دينا عادل
تحرير: اسماء مالك
تصميم: اسلام فيصل
