تم العثور على فقدان غريب للكروموسوم في هذه الفوهات الزاحفة

بالعربي/ تعمل الأنواع بشكل جيد بدون كروموسوم Y.

الفأر الزاحف ( Microtus oregoni ) عبارة عن كرة متواضعة من الزغب مع ترتيب فضولي للغاية من الكروموسومات الجنسية . الآن ، وجد الباحثون أن هذه الحيوانات فقدت كروموسومها Y (ذكور) في وقت ما خلال المليوني سنة الماضية ، ومع ذلك لا تواجه الأنواع مشكلة في تكاثر فئران الذكور والإناث.

تتبع معظم الثدييات نفس النمط بالنسبة للكروموسومات الجنسية: يؤدي الاقتران بين اثنين من الكروموسومات X إلى إنشاء ذرية أنثى ، بينما ينتج عن X و Y ذكر. في الفئران الزاحفة ، التي هي موطنها شمال غرب المحيط الهادئ للولايات المتحدة ، يكون لدى الذكور اثنين من الكروموسومات X. الإناث لديها واحدة فقط.

مما يجعل الأمور أكثر تعقيدًا ، فإن الكروموسومات X في كلا الجنسين تحمل الجينات التي كانت تحمل في السابق على الكروموسوم Y.

قالت بولي كامبل ، عالمة الأحياء التطورية بجامعة كاليفورنيا ، ريفرسايد ، التي قادت البحث: “لقد كانت نوعًا ما مفاجأة تلو الأخرى”.

فقدت Y 

حظيت الكروموسومات الجنسية غير المعتادة في الفأر الزاحف بالاهتمام لأول مرة في الستينيات ، عندما وصف عالم الأحياء التطوري سوسومو أونو لأول مرة علم الوراثة للأنواع . لاحظ Ohno أن الذكور لديهم كروموسومات جنسية مقترنة في خلايا أجسامهم ، لكن تم دمج كروموسومات جنسية واحدة فقط في الحيوانات المنوية ليتم نقلها إلى الجيل التالي. وفي الوقت نفسه ، كان لدى الإناث كروموسوم جنسي واحد فقط في خلايا الجسم.

أصبحت كامبل وزملاؤها مهتمين بتسلسل هذه الكروموسومات الجنسية لمعرفة ما كان يحدث بالفعل في الزحف. قارن الباحثون الجينات التي عثروا عليها في الكروموسومات الجنسية للفئران مع مجموعة من الجينات المشتركة على كروموسوم Y عبر الثدييات ، بما في ذلك فُول البراري ( Microtus ochrogaster ) ، وهو نوع وثيق الصلة.

ووجدوا أنه في وقت ما منذ انفصال الفأر الزاحف عن أقرب أقربائه ، فقد كروموسوم Y الخاص به. قال كامبل إن الخطوات التي اتخذتها لتحقيق ذلك لا تزال غامضة ، لكن من المحتمل أن تتضمن العملية تكسر كروموسوم Y أثناء الانقسام الاختزالي ، وهي عملية تقسيم خلية واحدة إلى 4 خلايا تحتوي على نصف المعلومات الجينية. تصبح هذه الخلايا حيوانات منوية في الذكور والبويضات عند الإناث. في هذه الحالة ، قد يحدث فقدان كروموسوم Y في الانقسام الاختزالي الذكري ، بالنظر إلى أن الذكور يمرون على طول كروموسوم Y. 

التعبير والقمع  

ووجد الباحثون أن الكروموسوم Y في الفأر الزاحف قد يكون قد اختفى ، لكن جيناته تظل ملتصقة بالكروموسومات X – حتى عند الإناث. ترث أنثى الفأر كروموسوم X واحد من أمهاتها ، لكنها لا ترث الكروموسوم الجنسي من آبائها. يحمل الكروموسوم X الذي يرثونه بالفعل جينات Y ، لكن الإناث بطريقة ما تتجنب تطوير الخصيتين أو السمات الذكورية الأخرى. قال كامبل لـ Live Science إن كيفية القيام بذلك على وجه التحديد ليست معروفة بعد.

قالت “هذا هو سؤال المليون دولار”.

في تطور الذكور النموذجي ، يبدأ التعبير عن جين يسمى SRY خلال فترة نمو دقيقة في تطوير الخصيتين. وجدت كامبل وفريقها أن الإناث تحمل 7 نسخ سليمة من SRY. لكن بطريقة ما ، فإن أنثى الفأر تُسكِت هذه الجينات وكل عواقبها.

قال كامبل: “في الحقيقة ، كل ما يتطلبه الأمر هو تطوير بعض الآليات لقمع التعبير عن SRY أو أهدافها النهائية”. وقالت إن الأمر سيستغرق دراسة دقيقة للتطور الجنيني لهذه الفوهات لتحديد تلك الآلية.

الجانب الذكوري من المعادلة رائع بنفس القدر. ترث الفئران الزاحفة للذكور X واحدًا من الأم و X واحدًا من الأب ، وكلاهما يحمل جينات الأسلاف Y. سيستمر تمرير X الأب في الحيوانات المنوية للذكور ، لكنه يتم إسكاته في خلايا جسم الذكر. قال كامبل إن هذا الإسكات مثير للاهتمام ، لأنه يحدث في خلايا جسم الثدييات الأنثوية الأخرى: في كل خلية ، يتم إغلاق X بشكل عشوائي بحيث يكون هناك توازن عبر الكائن الحي من حيث التعليمات الجينية من كل والد.

يبدو أن الفئران الذكور تقوم بهذا النوع نفسه من الإسكات ، ويشتبه الباحثون في أنهم يعرفون كيف يحدث ذلك. في الثدييات التي تحتوي على XX من الإناث ، تعبر X المقدر لها أن يتم إسكاتها عن القليل من الحمض النووي الريبي المسمى بـ X-inactive transcript ، أو XIST. وجدت كامبل وفريقها طفرة في الكروموسوم X الخاص بالأمهات والتي يبدو أنها تعطل XIST. هناك حاجة إلى مزيد من البحث للتأكد ، ولكن من المحتمل أن تؤدي هذه الطفرة إلى إيقاف تشغيل آلية الإسكات في X التي تنتقل من الأم. والنتيجة هي أن الأم X تدير العرض في خلايا جسم الفأرة ، بينما تحافظ X الأب على الأم. ثم يأخذ الأب X مركز الصدارة في تكوين الحيوانات المنوية ، وهي عملية لا تتضمن الأم X في فئران الذكور.

قال كامبل إن الفئران في جنس Microtus قد تحتوي على جينومات معرضة بشكل خاص للتغييرات المثيرة للاهتمام. لديهم تطور سريع للكروموسومات ، وتتكون نسبة كبيرة من جينوماتهم من عناصر قابلة للنقل يمكن أن تتحرك بسهولة وتتسبب في حدوث فواصل مزدوجة في الحمض النووي. يمكن أن تكون النتيجة ترتيبات جينية جديدة حيث يتم دمج العناصر القابلة للنقل في الأجزاء المكسورة من الحمض النووي أثناء الإصلاح. قال كامبل إنه من الممكن تمامًا أن تحدث إعادة ترتيب مماثلة في أنواع أخرى ، فقط على الأرجح في جداول زمنية أبطأ.

البشر ، على سبيل المثال ، يعانون من اختلال الصيغة الصبغية للكروموسومات الجنسية ، أو أعداد غير منتظمة من الكروموسومات الجنسية. إنها شائعة نسبيًا ، وتظهر في جميع أنواع الترتيبات: XXY ، XO ، XXX ، XYY ، XXYY ، على سبيل المثال لا الحصر. في حين أن هذه تؤثر على النمو والخصوبة ، إلا أنها متوافقة بشكل عام مع الحياة ، طالما يوجد كروموسوم X واحد على الأقل. على النقيض من ذلك ، فإن اختلال الصيغة الصبغية على 22 زوجًا آخر من الكروموسومات لدى البشر كلها تقريبًا تسبب إجهاضًا أو عيوبًا تطورية شديدة تؤدي إلى متوسط ​​العمر المتوقع. (تعد متلازمة داون ، الناتجة عن نسخة ثالثة من الكروموسوم 21 ، استثناءً بارزًا).المحتوى ذو الصلة

نُشر في الأصل على Live Science.

قال كامبل إن بقاء اختلال الصيغة الصبغية للكروموسومات الجنسية “يُظهر أن هذه الأنظمة مرنة وديناميكية ، وهو أمر مثير للغاية بالنسبة لي”. وأضافت أنه مع توفر الأدوات الجينية المتطورة ، من المرجح أن يجد الباحثون المزيد من الأمثلة على الثدييات التي جعلت ترتيبات الكروموسومات الجنسية غير العادية تعمل. حتى الآن ، فإن الأمثلة الوحيدة المعروفة للثدييات التي لا تحتوي على كروموسومات Y هي الفأر الزاحفة وفئران الخلد عبر القوقاز ( Ellobius lutescens ) وثلاثة أنواع نادرة من الفئران الشوكية من اليابان. لكن الكروموسوم Y ليس ضروريًا لتطور الذكور والإناث في الكثير من الحيوانات غير الثديية ، ويبلغ عمره أقل من 200 مليون سنة في سلالة الثدييات.Advertisement

“أود حقًا أن يتم التعرف على هذا النظام [في الفئران] ليس على أنه شذوذ غريب ولكن باعتباره متغيرًا مثيرًا للاهتمام حقًا حول موضوع تحديد الجنس في الثدييات التي أظن أننا سنجدها في المستقبل ليست كما نعتقد هو ، “قال كامبل.

المصدر/ livescience.comالمترجم/barabic.com