المملكة الحيوانية تقطر عمليا في المخاط.
البرمائيات والقواقع و الرخويات من أشهر أساتذة المخاط ، ولكن حتى أكثر الكائنات الحية الدقيقة وحدةً يمكنها أن ترشح سلايمًا لزجًا من وقت لآخر.
في جنسنا البشري ينتج المخاط في الفم والأنف والحنجرة والرئتين والأمعاء وعنق الرحم والمسالك البولية ، كل ذلك لأغراض متنوعة.
ومع ذلك ، فإن أصل الوحل في العالم يعد لغزًا.
على الرغم من أوجه التشابه العديدة بين المخاط ، فقد تطورت العديد من الأشكال بالتوازي وليس بطريقة متفرعة تشبه الأشجار.
عبر الغدد وبين الثدييات ، وجدت دراسة صغيرة أن العديد من جينات المخاط لا تشترك في الواقع في سلف مشترك.
هذا أمر غير معتاد لأن معظم الجينات ذات الوظائف المتشابهة تنشأ من جين سلف مشترك ينتقل عبر الأجيال لأنه يمنح فوائد للبقاء على قيد الحياة.
حتى في جنسنا البشري ، تنتمي الجينات التي تكوِّد البروتينات المخاطية إلى عدة عائلات. يفرز أحدهما بروتينات مخاطية مكونة للهلام ، بينما ينتج الآخر بروتينات مخاطية مرتبطة بغشاء الخلية. هناك أيضًا جينات “ يتيمة ” تقوم بترميز إنتاج المخاط والتي لا تناسب أي مكان آخر.
كل من هذه الأنساب منفصلة ربما تطورت بشكل مستقل، ويعتقد الباحثون الآن أنهم اكتشفوا من أين أتوا.
عند مقارنة الجينات المشفرة للمخاط ، والمعروفة باسم جينات mucin ، عبر 49 نوعًا من الثدييات ، وجد الفريق أن البروتينات غير المخاطية يمكن أن تتطور إلى بروتينات مخاطية لزجة عند إضافة سلاسل قصيرة متكررة من الأحماض الأمينية (كتل بناء البروتين) مرة أخرى.
من بين جميع جينات الميوسين التي تمت دراستها ، تم عد هذه التكرارات العشوائية 15 مرة مختلفة.
بعبارة أخرى ، تميل بعض الجينات في الثدييات التي تكوّد لبروتينات غير موسينية نحو النحافة بمرور الوقت. تلك البروتينات الغنية بالحمض العضوي برولين من المرجح أن تتماشى مع الأجيال ، وفقًا لمؤلفي الدراسة الحالية.
“لا أعتقد أنه كان من المعروف سابقًا أن وظيفة البروتين يمكن أن تتطور بهذه الطريقة ، من اكتساب البروتين تسلسلات متكررة ،” يقول عالم الأحياء التطوري عمر كوكومين من جامعة بوفالو.
“يصبح البروتين غير الميوسين mucin بمجرد اكتساب التكرارات. هذه طريقة مهمة تجعل التطور من الوحل. إنها خدعة تطورية ، ونحن الآن نوثق حدوث ذلك مرارًا وتكرارًا.”
صادف المؤلفون اكتشافهم عند دراسة لعاب الإنسان. خلال التجارب ، لاحظوا أن جينًا معينًا من الميوسين في البشر له أوجه تشابه مع جين آخر شوهد في الفئران.
لكن عندما حاولوا العثور على أصل مشترك ، فشلوا.
يبدو أن جين الميوسين في الفئران قد تطور بشكل مستقل ، على الرغم من أن جزءًا من الجين يشترك في بنية تُرى في الجينات المسؤولة عن الدموع البشرية ، والتي لا تعتبر مخاطًا.
“نعتقد أنه بطريقة أو بأخرى فإن هذا الجين المسيل للدموع ينتهي به المطاف إلى غرض آخر ،” يشرح جوككومين.
“إنها تكتسب التكرارات التي تمنحها وظيفة mucin ، ويتم التعبير عنها الآن بكثرة في لعاب الفئران والجرذان.”
إذا كان Gokcumen وزملاؤه على حق ، فإن نتائجهم تقدم للعلماء آلية تطورية وراثية جديدة – تشكيل وظيفة جينية جديدة دون العملية المعتادة لحدث الازدواج الجيني.
هذه السلسلة المتوازية من الطفرات في الجينات غير ذات الصلة والتي تؤدي إلى نفس الوظيفة هي مثال على تطور متقاربة (حيث يشكل الضغط الانتقائي نفس الوظيفة من أصول بيولوجية غير ذات صلة ، مثل أجنحة الخفافيش والطيور) يحدث على المستوى الجيني.
“إذا استمرت هذه الفطريات في التطور من غير الميوسينات مرارًا وتكرارًا في أنواع مختلفة في أوقات مختلفة ، فهذا يشير إلى وجود نوع من الضغط التكيفي يجعلها مفيدة ،” يشرح عالم الوراثة التطورية بيتار باجيك من جامعة بافالو.
“وبعد ذلك ، في الطرف الآخر من الطيف ، ربما إذا خرجت هذه الآلية عن مسارها – يحدث كثيرًا ، أو في الأنسجة الخاطئة – فربما يمكن أن تؤدي إلى أمراض مثل بعض أنواع السرطان أو أمراض الغشاء المخاطي.”
في حين أن دراسة المخاط قد لا تبدو وكأنها أكثر المساعي العلمية سحرية ، إلا أنها بالكاد محاولة لاستنشاقها.
تم نشر الدراسة في تقدم العلم.
التعليقات