أخبار | دراسة تكشف كيف تختطف «الكروموسومات الأنانية» الآليات الوراثية للتخلص من الحيوانات المنوية المنافسة
كشفت دراسة جديدة بقيادة جامعة يوتا آلية وراثية حيّرت علماء الأحياء التطورية طويلًا: كيف تتلاعب «الكروموسومات الأنانية» بالتكاثر لزيادة فرص انتقالها إلى الجيل التالي. ووجدت أنها تختطف جينًا يسمى Overdrive (Ovd) للتخلص من الحيوانات المنوية المنافسة.
يوفر Overdrive عادة «ضبط الجودة» أثناء نمو الحيوانات المنوية، فيتعرف إلى الخلايا غير الطبيعية ويزيلها. لكن الكروموسومات الأنانية تستغل الآلية لإزالة المنافسين الأصحاء ورفع فرص توارثها.
نُشرت النتائج في Nature Communications.
تشويه الانعزال يخالف قاعدة التوارث 50%
وفق الوراثة المندلية، تكون فرصة انتقال جينات الوالدين إلى الذرية نحو 50% عمومًا. لكن بعض الجينات تستخدم آليات خاصة لتحسين فرص توارثها.
تُعرف هذه الظاهرة بتشويه الانعزال.
رصدها الفريق في نوعين من ذباب الفاكهة. ورغم حملهما كروموسومات أنانية مختلفة تمامًا، يستغل كلاهما المسار الوراثي نفسه، Overdrive.
قال المؤلف الأول وعالم الأحياء في جامعة يوتا جاكسون ريدجز إن هذه أول نتيجة تبين اعتماد كروموسومات أنانية تطورت بصورة مستقلة على الجين نفسه لإزالة الأمشاج المنافسة.
وأضاف: «هذا أول إثبات لأداء الجين نفسه دورًا رئيسيًا في أنظمة متعددة مستقلة للكروموسومات الأنانية. ويشير إلى أن كروموسومات مختلفة قد تتطور مستقلة وهي تستغل الآلية الخلوية نفسها».
Overdrive يزيل الحيوانات المنوية غير الطبيعية عادة
وجد الباحثون أن Overdrive يعمل طبيعيًا كنظام لضبط الجودة أثناء نمو الحيوانات المنوية.
إذا ظهرت شذوذات أثناء تكوّنها، يفعّل Ovd آلية تمنع تلك الأمشاج من مواصلة النمو، فيحافظ على جودة الخلايا الجرثومية.
وتستطيع الكروموسومات الأنانية التلاعب بها كي تزيل الحيوانات المنوية الطبيعية الحاملة لكروموسومات أخرى أيضًا.
وهذا يمنح الحيوانات المنوية الحاملة للكروموسوم الأناني ميزة تنافسية ويرفع احتمال انتقاله إلى الجيل التالي.
تجارب تعطيل الجين تكشف دوره الرئيسي
لاختبار دور Ovd، أجرى الفريق تجارب تعطيل الجين في Drosophila pseudoobscura وDrosophila melanogaster.
حذفوه ورصدوا أثره في التكاثر. والمفاجئ أن الذباب ظل ينتج الحيوانات المنوية بصورة طبيعية إلى حد بعيد من دونه.
يشير ذلك إلى أن Ovd غير ضروري لتكوّن الحيوانات المنوية، بل يُرجح أن يؤدي وظيفة ضبط الجودة.
قارن الباحثون الآلية بالجين الكابت للورم P53. يمنع P53 عادة التكاثر الخلوي المفرط، لكن الخلايا تستطيع البقاء من دونه عند غياب تلف DNA.
لذلك افترض الفريق أن Ovd قد يعمل فقط عند اكتشاف خلل.
تجربة الحرارة تؤكد وظيفة ضبط الجودة
لاختبار الفرضية، استخدم الباحثون ظاهرة معروفة: يصبح ذكور ذباب الفاكهة عمومًا عقيمين فوق 31°C، رغم عدم وضوح السبب.
وُضع ذباب طبيعي وآخر يفتقر إلى Ovd في حرارة مرتفعة مدة أسبوع.
أصبح الذباب الطبيعي عقيمًا تمامًا، بينما ظل المفتقر إلى Ovd ينتج ذرية.
واستنتج الفريق أن Ovd يمنع تحت إجهاد الحرارة نمو الحيوانات المنوية المحتمل تضررها، فيتجنب إنتاج أمشاج رديئة.
قال المؤلف المشارك والأستاذ المشارك في جامعة يوتا نيتين فادنيس: «تجعل هذه النتيجة من شبه المؤكد أن وظيفة Overdrive الطبيعية منع إنتاج أمشاج غير طبيعية. وعندما نزيل هذا الحاجز، يختفي أيضًا سلوك الكروموسومات الأنانية».
وشدد الباحثون على أن Overdrive ليس «جينًا أنانيًا»، بل نظام لضبط الجودة الإنجابية تستغله الكروموسومات الأنانية.
دلائل محتملة للعقم وتطور الأنواع
اكتشف العلماء تشويه الانعزال أول مرة في ذبابة Drosophila obscura في عقد 1920. ثم وُجدت آليات مماثلة في المملكة الحيوانية من الديدان الخيطية إلى الثدييات، لكن أساسها الجزيئي ظل غامضًا.
لم يُحدد نظام وراثي مطابق لدى البشر، لكن الباحثين يرون احتمال وجود آليات مماثلة لضبط الجودة الإنجابية بأدوات جزيئية مختلفة.
وقال الفريق إن الاكتشاف قد يقدم دلائل جديدة إلى الآليات الوراثية للعقم الذكوري والعزلة الإنجابية بين الأنواع.
وأشار فادنيس إلى سعي العلماء منذ زمن لتفسير تسبب الجينات الأنانية بالعقم ودفعها نشوء الأنواع، وأن التعمق في Overdrive يفتح اتجاهًا جديدًا.
دراسات مستقبلية لآليات مماثلة في أنواع أكثر
يخطط الفريق لتعطيل Overdrive في أنواع إضافية من ذباب الفاكهة لتقييم استغلال كروموسومات أنانية أخرى هذا النظام.
كما يعتزم الباحثون تقصي وجود تشويه انعزال مماثل في السلالة البشرية.
وقالوا إن فهم هذه «المنافسة الداخلية» الوراثية بعمق قد يكشف الصراع الجيني في التطور ويدفع علم الأحياء الإنجابي والوراثة.
مصدر القصة:
جُمعت من الإنترنت
تاريخ النشر 2026-03-16
أُعد هذا المقال بمساعدة الذكاء الاصطناعي وراجعه فريق التحرير قبل النشر.
أخبار | دراسة تكشف كيف تختطف «الكروموسومات الأنانية» الآليات الوراثية للتخلص من الحيوانات المنوية المنافسة
أخبار | دراسة تكشف كيف تختطف «الكروموسومات الأنانية» الآليات الوراثية للتخلص من الحيوانات المنوية المنافسة
كشفت دراسة جديدة بقيادة جامعة يوتا آلية وراثية حيّرت علماء الأحياء التطورية طويلًا: كيف تتلاعب «الكروموسومات الأنانية» بالتكاثر لزيادة فرص انتقالها إلى الجيل التالي. ووجدت أنها تختطف جينًا يسمى Overdrive (Ovd) للتخلص من الحيوانات المنوية المنافسة.
يوفر Overdrive عادة «ضبط الجودة» أثناء نمو الحيوانات المنوية، فيتعرف إلى الخلايا غير الطبيعية ويزيلها. لكن الكروموسومات الأنانية تستغل الآلية لإزالة المنافسين الأصحاء ورفع فرص توارثها.
نُشرت النتائج في Nature Communications.
تشويه الانعزال يخالف قاعدة التوارث 50%
وفق الوراثة المندلية، تكون فرصة انتقال جينات الوالدين إلى الذرية نحو 50% عمومًا. لكن بعض الجينات تستخدم آليات خاصة لتحسين فرص توارثها.
تُعرف هذه الظاهرة بتشويه الانعزال.
رصدها الفريق في نوعين من ذباب الفاكهة. ورغم حملهما كروموسومات أنانية مختلفة تمامًا، يستغل كلاهما المسار الوراثي نفسه، Overdrive.
قال المؤلف الأول وعالم الأحياء في جامعة يوتا جاكسون ريدجز إن هذه أول نتيجة تبين اعتماد كروموسومات أنانية تطورت بصورة مستقلة على الجين نفسه لإزالة الأمشاج المنافسة.
وأضاف: «هذا أول إثبات لأداء الجين نفسه دورًا رئيسيًا في أنظمة متعددة مستقلة للكروموسومات الأنانية. ويشير إلى أن كروموسومات مختلفة قد تتطور مستقلة وهي تستغل الآلية الخلوية نفسها».
Overdrive يزيل الحيوانات المنوية غير الطبيعية عادة
وجد الباحثون أن Overdrive يعمل طبيعيًا كنظام لضبط الجودة أثناء نمو الحيوانات المنوية.
إذا ظهرت شذوذات أثناء تكوّنها، يفعّل Ovd آلية تمنع تلك الأمشاج من مواصلة النمو، فيحافظ على جودة الخلايا الجرثومية.
وتستطيع الكروموسومات الأنانية التلاعب بها كي تزيل الحيوانات المنوية الطبيعية الحاملة لكروموسومات أخرى أيضًا.
وهذا يمنح الحيوانات المنوية الحاملة للكروموسوم الأناني ميزة تنافسية ويرفع احتمال انتقاله إلى الجيل التالي.
تجارب تعطيل الجين تكشف دوره الرئيسي
لاختبار دور Ovd، أجرى الفريق تجارب تعطيل الجين في Drosophila pseudoobscura وDrosophila melanogaster.
حذفوه ورصدوا أثره في التكاثر. والمفاجئ أن الذباب ظل ينتج الحيوانات المنوية بصورة طبيعية إلى حد بعيد من دونه.
يشير ذلك إلى أن Ovd غير ضروري لتكوّن الحيوانات المنوية، بل يُرجح أن يؤدي وظيفة ضبط الجودة.
قارن الباحثون الآلية بالجين الكابت للورم P53. يمنع P53 عادة التكاثر الخلوي المفرط، لكن الخلايا تستطيع البقاء من دونه عند غياب تلف DNA.
لذلك افترض الفريق أن Ovd قد يعمل فقط عند اكتشاف خلل.
تجربة الحرارة تؤكد وظيفة ضبط الجودة
لاختبار الفرضية، استخدم الباحثون ظاهرة معروفة: يصبح ذكور ذباب الفاكهة عمومًا عقيمين فوق 31°C، رغم عدم وضوح السبب.
وُضع ذباب طبيعي وآخر يفتقر إلى Ovd في حرارة مرتفعة مدة أسبوع.
أصبح الذباب الطبيعي عقيمًا تمامًا، بينما ظل المفتقر إلى Ovd ينتج ذرية.
واستنتج الفريق أن Ovd يمنع تحت إجهاد الحرارة نمو الحيوانات المنوية المحتمل تضررها، فيتجنب إنتاج أمشاج رديئة.
قال المؤلف المشارك والأستاذ المشارك في جامعة يوتا نيتين فادنيس: «تجعل هذه النتيجة من شبه المؤكد أن وظيفة Overdrive الطبيعية منع إنتاج أمشاج غير طبيعية. وعندما نزيل هذا الحاجز، يختفي أيضًا سلوك الكروموسومات الأنانية».
وشدد الباحثون على أن Overdrive ليس «جينًا أنانيًا»، بل نظام لضبط الجودة الإنجابية تستغله الكروموسومات الأنانية.
دلائل محتملة للعقم وتطور الأنواع
اكتشف العلماء تشويه الانعزال أول مرة في ذبابة Drosophila obscura في عقد 1920. ثم وُجدت آليات مماثلة في المملكة الحيوانية من الديدان الخيطية إلى الثدييات، لكن أساسها الجزيئي ظل غامضًا.
لم يُحدد نظام وراثي مطابق لدى البشر، لكن الباحثين يرون احتمال وجود آليات مماثلة لضبط الجودة الإنجابية بأدوات جزيئية مختلفة.
وقال الفريق إن الاكتشاف قد يقدم دلائل جديدة إلى الآليات الوراثية للعقم الذكوري والعزلة الإنجابية بين الأنواع.
وأشار فادنيس إلى سعي العلماء منذ زمن لتفسير تسبب الجينات الأنانية بالعقم ودفعها نشوء الأنواع، وأن التعمق في Overdrive يفتح اتجاهًا جديدًا.
دراسات مستقبلية لآليات مماثلة في أنواع أكثر
يخطط الفريق لتعطيل Overdrive في أنواع إضافية من ذباب الفاكهة لتقييم استغلال كروموسومات أنانية أخرى هذا النظام.
كما يعتزم الباحثون تقصي وجود تشويه انعزال مماثل في السلالة البشرية.
وقالوا إن فهم هذه «المنافسة الداخلية» الوراثية بعمق قد يكشف الصراع الجيني في التطور ويدفع علم الأحياء الإنجابي والوراثة.
مصدر القصة:
جُمعت من الإنترنت