*ترجمة: نورة الدراك
الحياة تعني التغير، وينطبق ذلك أيضا على الجينات. فلابد للجينوم أن يكون مرناً حتى تستطيع الكائنات الحية التكيف للمتغيرات في البيئة المحيطة بها. يدرس كريستشن شلوترر و فريقه جينوماتٍ لجماعاتٍ كبيرةٍ، وذلك في معهد جينات الجماعات في جامعة الطب البيطري في فيينّا. ويريد العلماء أن يعرفوا لماذا يختلف الأفراد عن بعضهم البعض وكيف يتم ترميز هذه الاختلافات في الحمض النووي الدوكسيرايبوزي. ويناقش الباحثون جودة و فعالية فحصهم للحمض النووي الدوكسيرايبوزي لجماعاتٍ كبيرةٍ في الإجابة على أسئلتهم . في ورقتي بحثٍ نشرتا في دورية “مراجعة نيتشر للجينات والوراثة”.
إن تحليل الحمض النووي أصبح أكثر فعاليةً منذ إكمال مشروع تحديد تسلسل وترتيب النيوكليوتيدات (الوحدات البنائية للحمض النووي) المكونة للجينوم البشري في عام 2001مـ، ولكن لا يزال تحديد تسلسل جينومٍ ما في وقتنا الحاضر يكلّف حوالي 1000 دولار أمريكي، فإذا أراد العلماء تحديد تسلسل مئات الجينومات لمئات الأفراد سيكلّفهم ذلك الكثير من الوقت و المال.
تحديد تسلسل جينومات المجموعات معاً بدلاً من الأفراد:
الحل لهذه المشكلة هي عملية تسمى بتحديد التسلسل المتجمّع. حيث يحدد شلوترر و فريقه تسلسل جينوم مجموعات من ذباب الفاكهة مرةً واحدةً بدلاً من العمل على كل فردٍ، إن نتيجة هذه العملية (تحديد التسلسل المتجمّع) لا تمكننا من معرفة الكثير عن أحد الأفراد، ولكنها تخبرنا الكثير من الأمور المهمة عن الجماعة بأكملها.
ففي البحثين المنشورين، يناقش شلوترر و زملاؤه المجال الواسع للأسئلة التي قد يكون بإمكان طريقة تحديد التسلسل المتجمّع الإجابة عليها.
البحث عن وحدات البناء للتطور:
بإمكاننا أن نفهم كيف تتكيف الكائنات الحية مع البيئة المحيطة بها عن طريق مقارنة تسلسل أحماضها النووية قبل وبعد تغيير الظروف البيئية. حيث قام الباحثون باستخدام طريقةٍ تسمى بـ”التطور و إعادة تحديد التسلسل”، وباختصار، تحدث هذه العملية كالتالي:
1- يتم تحديد تسلسل النيوكليوتيدات في الحمض النووي لمجموعة معينة.
2- يتم تعريض الأجيال المنحدرة من تلك المجموعة إلى ضغوطات بيئية مثل رفع درجة الحرارة، برودة شديدة أو تعريضها إلى أشعة فوق بنفسجية، ثم تحديد تسلسل نيوكليوتيدات حمضها النووي.
المقارنة بين النتيجة الأولى والثانية تكشف عن جيناتٍ محددةٍ قد تغيرت استجابةً لتلك الظروف البيئية، وبإمكان هذا المنهج أن يسهل علينا مثلاً تحديد الجينات المسؤولة عن وجود الصبغة الداكنة استجابةً للأشعة الفوق بنفسجية.
و يضيف شلوترر قائلا: “باستخدام هذا المبدأ، بإمكاننا أن نطوّر العضيّات بسرعاتٍ عاليةٍ، كما إننا نستخدم هذه الطريقة لنحدد مدىً واسعٍ من أسئلةٍ تترواح بين التعرّف على الجينات المؤثرة على الشيخوخة، أو الجينات التي تحمينا من أمراض معينة، و أيضا دراسة التغيرات الجينية التي بإمكانها التقليل من أثر تغير المناخ.”
معهد جينات الجماعات: Institute of Population Genetics
مراجعة نيتشر للجينات والوراثة: Nature Reviews Genetics and Heredity
تحديد التسلسل المتجمّع: Pool Sequencing
ذباب الفاكهة: Drosophila melanogaster
التطور و إعادة تحديد التسلسل: evolve and resequence
