كيف يحصل كل فرد على تركيبة جينية مختلفة عن إخوته رغم أن الأب والأم نفسهما؟، الإجابة لا تكمن فقط في المرحلة التي كان العلماء يعتقدون أنها المسؤولة عن خلط المادة الوراثية، إذ كشفت دراسة حديثة عن حدوث جزء من هذه العملية في وقت أبكر مما كان معروفا.
وأظهرت الدراسة، التي نشرها باحثون من معهد ويلكوم سانجر وجامعة كامبريدج في دورية Nature ، أن بعض آليات إعادة ترتيب المادة الوراثية تبدأ خلال مراحل مبكرة من تطور الخلايا التي ستتحول لاحقا إلى حيوانات منوية.
عملية جينية تبدأ قبل تكوين الحيوانات المنوية
ركز الباحثون على آلية تعرف باسم تحويل الجين غير المتقاطع (non-crossover gene conversion)، وهي إحدى العمليات التي يحدث خلالها تبادل للمعلومات الوراثية بين نسخ الكروموسومات.
وكان الاعتقاد السائد أن هذه العملية ترتبط أساسا بالانقسام الاختزالي، وهي المرحلة المتخصصة التي تمر بها الخلايا لإنتاج الحيوانات المنوية والبويضات.
لكن النتائج الجديدة تشير إلى أن جزءا من هذا النشاط الجيني يمكن أن يحدث في مرحلة سابقة، أثناء الانقسامات الخلوية العادية التي تسبق بدء تكوين الحيوانات المنوية فعليا.
ماذا فعل الباحثون؟
وللوصول إلى هذه النتائج، استعان الفريق البحثي بتقنيات متقدمة لفحص المادة الوراثية الموجودة في عينات من الحيوانات المنوية مأخوذة من 13 متبرعا.
وبتحليل الأنماط الجينية، تمكن العلماء من التعرف على علامات تشير إلى أن بعض التغيرات في الحمض النووي حدثت قبل دخول الخلايا مرحلة الانقسام الاختزالي، وليس خلالها فقط كما كان يعتقد سابقا، وهذا يعني أن جزءا من الاختلافات الجينية التي تنتقل إلى الأبناء قد تكون قد تشكل في وقت مبكر من رحلة تكوين الخلايا التناسلية.
لماذا يختلف الأمر من شخص لآخر؟
لم يجد الباحثون نمطا واحدا ثابتا لدى جميع الأشخاص، بل لاحظوا اختلاف هذه العمليات بين الأفراد.
والأكثر إثارة للاهتمام أن هذا الاختلاف ظهر حتى عند التوائم المتطابقة، رغم تشابه مادتهما الوراثية بدرجة كبيرة، ما يشير إلى أن الظروف والخصائص البيولوجية الفردية قد تؤثر في الطريقة التي يعاد بها ترتيب الجينات.
كيف تتشكل الاختلافات بين الإخوة؟
يحصل الإنسان على نسخ من الجينات من والديه، لكن الخلايا التناسلية لا تحمل ببساطة نسخة مطابقة من المادة الوراثية التي ورثها الأب أو الأم.
وخلال تكوين الحيوانات المنوية والبويضات، تخضع الكروموسومات لعمليات تعيد توزيع أجزاء من الحمض النووي، وهو ما ينتج تركيبات وراثية جديدة، ولهذا السبب، لا يكون الإخوة متطابقين جينيا عادة، حتى عندما يكون لهم الأب والأم نفسيهما.
وتضيف النتائج الجديدة مرحلة أخرى إلى فهم العلماء لهذه العملية، بعدما أظهرت أن بعض إعادة الترتيب الجيني يمكن أن تبدأ قبل المرحلة المتخصصة لتكوين الحيوانات المنوية.
ما أهمية الاكتشاف؟
قد تساعد هذه النتائج في تطوير فهم أعمق للطريقة التي يتكون بها التنوع الجيني لدى البشر، كما يمكن أن تقدم معلومات جديدة للباحثين الذين يدرسون الأمراض الوراثية ومشكلات الخصوبة.
وأشار الباحثون إلى أن بعض التغيرات تتركز في مناطق محددة من الجينوم تكون أكثر عرضة لحدوث كسور أو تغيرات في الحمض النووي، كما أن فهم توقيت حدوث هذه العمليات ومواقعها قد يساعد مستقبلا في تفسير كيفية ظهور بعض التغيرات الوراثية وانتقالها من الآباء إلى الأبناء، كما قد يفتح المجال أمام دراسات جديدة حول العوامل التي تؤثر في جودة الخلايا التناسلية والخصوبة.
الصحة العالمية تحذر.. 7 عوامل جديدة قد تزيد خطر الإصابة بالخرف
دراسة حديثة: لقاح HPV قد يخفض خطر سرطانات الرأس والعنق بشكل كبير
