کشف ژن مرتبط با رشد اندام‌ها

محققان دانشکده پزشکی دانشگاه “کنتاکی”(Kentucky) در تحقیقات خود به بینشی جدید در مورد نحوه‌ی تکامل رشد اندام‌ در مهره‌داران دست یافتند که با دستکاری آن می‌توان نحوه رشد اندام در حیوانات را تغییر داد.

 این یافته‌ها که در روز چهارم اکتبر در مجله‌ی “Current Biology” منتشر شده است ژنی را نشان می‌دهد که نقشی اساسی در رشد اندام‌ در مهره‌داران ایفا می‌کند.

محققان با دستکاری این ژن در موش‌ها توانستند نوعی رشد اندام اجدادی که متعلق به چهاراندامان اولیه بود را در آنها فعال کنند.

چهاراندامان(Tetrapoda) به هر جانوری اطلاق می‌شود که دارای چهار اندام باشد. پستانداران، پرندگان، دوزیستان، خزندگان چهارعضوی هستند و مارها و دیگر خزندگان بدون دست و پا اجدادشان به چهاراندامان بازمی‌گردد.

فیز نوشت، در اندام تمامی چهاراندامان، استخوان‌های دست و پا ابتدا از لبه‌های بیرونی شکل می‌گیرد. این مطالعه بر سمندرها تمرکز دارد که تنها استثناهای این قاعده هستند و استخوان اندام‌های آن‌ها از لبه‌ی داخلی رشد می‌کند. یعنی انگشت شست آن‌ها زودتر از انگشت کوچک دست ایجاد می‌شود.

“رندال ووس”(Randal Voss)، استاد پژوهش دانشگاهی در دپارتمان علوم‌ اعصاب و مدیر مرکز ذخیره ژنتیک “Ambystoma” که نویسنده این مقاله نیز هست می‌گوید: دانشمندان برای بیش از یک قرن می‌خواستند بدانند که آیا که چنین تکاملی تنها منحصر به سمندرها است یا خیر. اکنون ما دریافتیم که این نوع از رشد اندامی در اجدادان چهاراندامان دیده می‌شود و این موضوع مخصوص سمندرها نیست بلکه آنها تنها این ویژگی اجدادی را حفظ کرده‌اند.

“ووس” که توانایی منحصربه‌فرد سمندرها در بازسازی اندام را مطالعه می‌کند با “سوزان مکم”(Susan Mackem)، محقق اصلی و مرکز تحقیقات سرطان که بر شبکه‌های پیام‌رسان در اندام‌ها تمرکز دارند، به همکاری پرداخته است.

محققان در موش‌ها و سمندر مکزیکی عملکرد ژن “Gli3” را دستکاری کردند. این ژن در تنظیم الگوی رشد اندام‌ها اهمیت زیادی دارد. موش‌هایی که عملکرد ژن “Gli3” در آن‌ها افزایش یافته بود مانند سمندرها رشد از لبه داخلی داشتند و بالعکس زمانی که این ژن در سمندرها سرکوب شد آن‌ها رشدی مشابه موش‌ها نشان دادند.

رسانه‌های علمی داخلی نوشتند؛ “ووس” می‌گوید: از نظر تکاملی، آن چه که ما انجام دادیم موش‌ها را به رشد اجدادی اندام‌ها بازگرداند. این موضوع نشان می‌دهد که ژن “Gli3” علت اصلی تغییر نحوه‌ی رشد در چهاراندامان اولیه بوده است.

این نتایج برای زیست‌شناسان تکاملی از جمله دیرینه‌شناسان که به تازگی فسیل‌هایی یافته‌اند که از این نظریه حمایت می‌کند، اهمیت زیادی دارد. علاوه بر آن این تحقیقات بینشی درمورد نحوه‌ی تبدیل باله به اندام در مهره‌داران فراهم می‌کند.

نتایج این تحقیقات در آینده به یافتن پاسخی برای سوالات مربوط به نحوه‌ی بازسازی اندام نیز کمک خواهد کرد. سمندرها از معدود حیوانات چهارپایی هستند که قادرند عضو از دست رفته را به طور کامل بازسازی کنند و دانشمندان فکر می‌کنند که چنین قابلیتی با نحوه‌ی رشد اندام‌های آن‌ها مرتبط باشد.

“ووس” اکنون می‌خواهد بازسازی اندام را در سمندرهایی که از نظر ژنتیکی مورد دستکاری قرار گرفته‌اند مورد مطالعه قرار دهد.