کشف بزرگترین ژنوم تا به امروز در یک گیاه کوچک عجیب

یک گیاه کوچک مانند سرخس چیزی عظیم در خود دارد و آن بزرگترین ژنومی است که تاکنون کشف شده که بیش از ۵۰ برابر از ژنوم انسان بزرگ‌تر است.

به نقل از نیچر، این گیاه(Tmesipteris oblanceolata) دارای ۱۶۰ میلیارد جفت باز است که واحدهایی هستند که رشته‌ای از دی‌ان‌ای را تشکیل می‌دهند. این تعداد ۱۱ میلیارد بیشتر از رکورددار قبلی است که متعلق به گیاه گلدار پاریس ژاپونیکا(Paris japonica) بود و ۳۰ میلیارد بیشتر از ریه ماهی مرمری(Protopterus aethiopicus) است که بزرگترین ژنوم حیوانی را دارد.

جوم پلیسر(Jaume Pellicer)، یکی از نویسندگان این مطالعه، زیست‌شناس تکاملی در موسسه گیاه شناسی بارسلون در اسپانیا که ژنوم غول پیکر پاریس ژاپونیکا را نیز کشف کرده بود، فکر می‌کرد که کشف قبلی نزدیک به حد مجاز اندازه ژنوم باشد. او می‌گوید: اما شواهد یک بار دیگر از انتظارات ما فراتر رفتند.

غول‌های ژنومی

قهرمان ژنومی جهان که بومی مجمع‌الجزایر کالدونیای جدید و مجمع الجزایر مجاور آن در اقیانوس آرام جنوبی است، گونه‌ای از گیاه به نام سرخس چنگالی است. بزرگی ژنوم سوالات زیادی را در مورد نحوه مدیریت مواد ژنتیکی توسط گیاه ایجاد کرده است. تنها بخش کوچکی از دی‌ان‌ای از ژن‌های کدکننده پروتئین ساخته شده است. ایلیا لیچ(Ilia Leitch)، یکی از نویسندگان این مطالعه، زیست‌شناس تکاملی در باغ گیاه‌شناسی سلطنتی لندن، کیو، به این فکر می‌کند که چگونه ماشین‌های سلولی این گیاه به آن تکه‌های ژنوم در میان انبوه دی‌ان‌ای دسترسی پیدا می‌کنند. این مانند تلاش برای یافتن چند کتاب با دستورالعمل‌هایی برای زنده ماندن در کتابخانه‌ای متشکل از میلیون‌ها کتاب است.

همچنین این سوال به وجود می‌آید که چگونه و چرا یک موجود زنده به گونه‌ای تکامل یافته است که جفت‌های پایه زیادی داشته باشد. لیچ می‌گوید، به طور کلی، داشتن جفت‌های باز بیشتر، منجر به تقاضای بیشتر برای مواد معدنی تشکیل دهنده دی‌ان‌ای و انرژی برای تکثیر ژنوم با هر تقسیم سلولی می‌شود. اما اگر ارگانیسم در یک محیط نسبتا پایدار با رقابت اندک زندگی کند، ممکن است داشتن یک ژنوم غول پیکر هزینه بالایی نداشته باشد.

این می‌تواند به ارائه توضیحی برای ژنوم بزرگ سرخس چنگالی کمک کند.

ممکن است این ژنوم نه مضر باشد و نه به طور ویژه‌ای برای توانایی گیاه برای بقا و تولید مثل مفید باشد، بنابراین سرخس چنگالی در طول زمان به جمع آوری جفت‌های پایه ادامه داده است.

در حال حاضر، محققان تنها می‌توانند در مورد پاسخ به این سؤالات حدس و گمان داشته باشند. بزرگترین ژنومی که توالی‌یابی و مونتاژ شده است متعلق به داروش اروپایی(Viscum album) با حدود ۹۰ میلیارد جفت پایه است. لیچ می‌گوید، روش‌های جدید ممکن است برای انجام همین کار برای ژنوم سرخس چنگالی کافی نباشد و حتی اگر توالی‌یابی شود، هنوز چالش محاسباتی به دست آوردن داده‌ها و چسباندن آنها به هم به گونه‌ای که از نظر زیستی منعکس کننده آنچه در حال وقوع است» باشد، وجود دارد.

او می‌افزاید که یافتن راه‌هایی برای تجزیه و تحلیل ژنوم‌های عظیم می‌تواند درک مهمی در مورد این فراهم کند که چگونه اندازه ژنوم روی مکان‌هایی که ارگانیسم‌ها می‌توانند رشد کنند و شکوفا شوند و انعطاف‌پذیری آنها در برابر تغییرات آب و هوایی، مستقل از توالی دی‌ان‌ای خاص آنها تأثیر می‌گذارد. پلیسر می‌گوید که قابل توجه است که یک گیاه ریز و غیر گلدار که اکثر مردم به خود زحمت توقف و نگاه کردن به آن را نمی‌دهند می‌تواند چنین درس‌های مهمی را ارائه دهد. زیبایی این گیاه در درون آن است.