از یک نظر، ما کرم‌های شب‌تاب را درک کرده‌ایم. ما آنزیمی را که این جانوران برای ایجاد نور از آن استفاده می‌کنند (لوسیفراز) و همچنین مواد شیمیایی را که در واکنش تولید نور از آن استفاده می‌کنند، شناسایی کرده‌ایم.
ما کرم‌های شب‌تاب را آن‌قدر خوب می‌شناسیم که آن‌ها را به ابزارهای مفیدی برای مطالعه سایر جنبه‌های زیست‌شناسی تبدیل کرده‌ایم؛ به‌طوری‌که بسیاری از افرادی که حتی چشمشان به کرم شب‌تاب نخورده است، از آنزیم لوسیفراز در آزمایشگاه استفاده کرده‌اند.
از طرف دیگر، نادانسته‌های زیادی درباره آن‌ها وجود دارد. کرم‌های شب‌تاب روی زمانی که نور ساطع می‌کنند، کنترل دارند و این کار را فقط در ارگان‌های تخصصی انجام می‌دهند و چیزی مشابه آن ارگان در گونه‌های دیگر وجود ندارد. بنابراین، کرم شب تاب به نوعی ارگان پیچیده تولیدکننده نور را تکامل داده است و نشانه‌ای از پیش‌سازهای احتمالی این ارگان در گونه‌های مرتبط وجود ندارد و همین امر آن را اسرارآمیز می‌کند.
به‌گزارش ارز تکنیکا، دو تن از پژوهشگران از ووهان چین به نام‌های شین‌هوا فو و شین‌لی ژو این موضوع را که در سطح ژن‌ها چه اتفاقی می‌افتد، بررسی کرده‌اند. هرچند آن‌ها تصویر کاملی از اینکه تکامل چگونه کرم شب‌تاب را خلق کرده است، ارائه نداده‌اند، ما را به کشف این موضوع نزدیک‌تر کرده‌اند.
کپی لینک
به دنبال نور
تاحدودی می‌دانیم کرم‌های شب تاب چگونه نور تولید می‌کنند. اول اینکه این توانایی به افراد بالغ که با آن‌ها آشنا هستیم، محدود نمی‌شود. در مراحل لاروی نیز نور تولید می‌شود و تصور می‌شود تولید نور راهی برای نشان دادن سمی بودن آن‌ها برای شکارچیان احتمالی است. یکی از ایده‌های دانشمندان این است که سیستم ساطع‌کننده نور در ابتدا به این شکل تکامل پیدا کرد و سپس برای استفاده در جفت‌گیری به کار گرفته شد.
اندام‌های تولیدکننده نور در قطعات خاصی از شکم سوسک تشکیل می‌شوند (در قطعات مختلفی از شکم نر و ماده تشکیل می‌شوند). این قطعات شامل کوتیکول شفافی در قسمت بیرونی حشره و سلول‌های خاص ساطع‌کننده نور در زیر آن هستند. درون این سلول‌ها، آنزیم لوسیفراز به محفظه‌ای به نام پراکسی‌زوم فرستاده می‌شود که در آن‌جا مواد شیمیایی مختلف معمولا طی واکنش‌های اکسیداسیون تجزیه می‌شوند.
کرم شب تاب در مرحله لاروی هم نور ساطع می‌کند
در ساده‌ترین سطح، ارتباط بین آنزیم لوسیفراز و پراکسی‌زوم منطقی به‌نظر می‌رسد، زیرا واکنشی که لوسیفراز کاتالیزور آن است، شامل اکسیژن می‌شود. اما نشانه‌های وجود دارد که حاکی از آن است که پراکسی زوم‌های سلول‌های تولیدکننده نور برای این کار تخصصی هستند و ممکن است دیگر قادر به انجام تمام عملکردهای پراکسی‌زوم‌های دیگر نباشند.
یکی از ساده‌ترین راه‌ها برای مطالعه ویژگی‌های جدید، شناسایی ژن‌هایی است که در تولید آن‌ها نقش دارند. در این‌جا ژنتیک خوب عمل نمی‌کند، زیرا تکثیر کرم‌های شب تاب در آزمایشگاه بسیار دشوار است. گزینه دیگر آن است که توالی ژنوم کرم‌های شب تاب و بستگان آن‌ها را مشخص کنید و به دنبال ژن‌های تازه تکامل یافته یا ژن‌های موجودی بگردید که مضاعف شده‌اند و نسخه‌های اضافی از آن‌ها وجود دارد. این مورد در کرم‌های شب‌تاب آزمایش شده است و برخی از ژن‌های احتمالی شناسایی شده‌اند. اما به‌نظر می‌رسد هیچ‌یک از آن‌ها ارتباطی با ایجاد نور ندارند.
کپی لینک
ژنتیک نور
فو و ژو روی گونه‌ای از کرم شب‌تاب آبزی کار می‌کردند که ژنوم آن هنوز توالی‌یابی نشده بود، بنابراین کار خود را با توالی‌یابی ژنوم آن آغاز کردند. دو پژوهشگر متوجه شدند ژنوم کرم‌های شب‌تاب مورد مطالعه‌ی آن‌ها به‌طور غیرعادی بزرگ و پر از قطعات زائد اضافی نظیر عناصر متحرک ژنتیکی و اینترون‌های بزرگ درون ژن‌ها است. اینترون‌ها بخش‌هایی از ژنوم هستند که رونویسی از روی آن‌ها انجام می‌شود، ولی در فرایند پیرایش حذف می‌شوند. با‌این‌حال، آن‌ها موفق شدند حدود ۹۸ درصد از ژنوم را کامل و بیشتر ژن‌های درون آن را شناسایی کنند.
ازآنجایی که ارگان‌های تولیدکننده نور در قطعات خاصی از شکم رشد می‌کنند (قطعه اول در ماده‌ها و قطعه دوم در نرها)، پژوهشگران روی ژن‌هایی تمرکز کردند که در تعیین هویت آن قطعه نقش داشتند، یعنی ژن‌هایی که به یک قطعه می‌گویند که دارای بال، پا یا ساختارهای دیگر شود. این ژن‌ها «ژن‌های هومئوباکس» نامیده می‌شوند و در تعیین هویت‌های اعضای بدن موجودات مختلف، از مگس میوه گرفته تا انسان نقش دارند.
دیدگاهتان را بنویسید