نگاهی نو به منشأ حیات
هزاران سال است كه انسان كنجكاو، سر برآورده از آغوش طبیعت، همواره در ذهن بازیگوش خود پرسشهایی از پیدایش طبیعت و منشأ گونهها داشته است. در دهههای اخیر و با پیشرفتهای صورتگرفته در حوزههای گوناگونی از قبیل فناوری و ژنتیك، انسان دستكم به مسیرهای درستی برای جستجو رسیده است.
بهدنبال یافتن سرنخهایی از منشأ حیات، پژوهشگران روی میكروبهایی موسوم به آركیها كارهایی صورت دادند و با بررسی ژنتیكی آنها و البته ریشههای تاریخی حیات، به یافتههای بااهمیتی رسیدند. استاد میكروبیولوژی دانشگاه فرانكلین معتقد است: «آركیها نوع باستانی میكروبها هستند؛ به این ترتیب هر چه ما درباره آنها بیشتر بدانیم در یافتن پاسخ سوالاتی از منشأ حیات، افقهای وسیعتری را در اختیار خواهیم داشت.»
یك دانشجوی دكتری میكروبیولوژی در ژنوم ـ كل مجموعه ژنی درون سلول ـ باكتریای به نام متانوكوكوس ماریپالودیس 1779 ژن یافت؛ او با بررسی ژن این آركیهای آبزی كه معمولا در مردابها پیدا میشوند، درصدد تعیین میزان ضرورت وجود آنها برای حیات بود.
او دریافت كه حدود 30 درصد ژنوم یا 526 ژن از مجموع ژنهای این آركیها ضروری است. حالا محرز است که این ژنها که بخشی از کارشان انتقال صفات از نسلی به نسل دیگر است تا چه حد میتوانند نقش کلیدی در سلول بازی کنند. آركیها، تكسلولیهای بسیار سادهایاند، اما با وجود این سادگی سیستم ژنتیك كه آنها برای ساخت حیات سلولیشان به كار میبرند مشابه سلولهای پیچیدهتری موسوم به یوكاریوتهاست! یوكاریوتها نوع دیگری از سلولها هستند كه در جانداران پیچیدهتری مثل گیاهان و حیوانات دیده میشوند.
به همین علت بیشتر دانشمندان، یوكاریوتها را همان آركیهای تكامل یافته میدانند.این سیستمهای ژنتیك همان چیزی است كه اجازه میدهد اطلاعات روی DNA برای ساختن حیات كد شود. به نقل از یكی از پژوهشگران این مطالعه «DNA بهتنهایی همچون یك تختهسنگ است و به سیستمهای بسیارِ دیگری برای درست كردن یك سلول زنده از DNA نیاز است».
باكتری متانوكوكوس ماریپالودیس
از آنجا كه DNA در سلولهای مدرن بسیار ابتدایی است ساخت DNA یكی از حفاظتشدهترین فرآیندها در موجودات زنده است. موضوع بسیار جالبی كه در این مطالعه كشف شد، این بود كه سیستم ساخت DNA در آركیها منحصر به خودشان است! این كه چنین مسالهای در آركیها میتواند تغییر یابد، به ما میگوید كه توانایی ساخت DNA در تكامل حیات دیرتر شكل گرفته است.
شاید بتوانیم این طور بگوییم كه تفاوتها در تولید زیستی DNA در یوكاریوتها و به همان میزان باكتریها ناشناخته بوده است. دیگر ژنهای مهم در این آركیها برای تولید متان ضروری است. فرآیند تولید متان توسط این میكروبها برای حیات، انرژی تولید میكند. انسان با سوزاندن گلوكز، اكسیژن را به آب تبدیل میكند و آركیها گاز هیدروژن را با كاهش دیاكسیدكربن به متان تبدیل میكنند.
آركیهای تولیدكننده متان به شش ویتامین نیاز دارند كه معمولا در موجودات دیگر یافت نمیشوند. درك اینكه این ویتامینها چطور ساخته شدهاند و چطور در فرآیند تغییر و تبدیل دیاكسیدكربن به متان درگیر هستند گسترش فرآیندهای جدیدتر و بهتر برای تولید این گاز در سوخت را روشن میكند.
این مطالعه اگرچه خیلی كلی بود، اما میتواند به سوالات زیادی از قبیل احتمال ساختن بهتر یا حتی تاثیرگذارتر متان پاسخ گوید. این مطالعه، نتایج بسیار مهم دیگری هم داشته است. مثلا این كه در ژنوم این باكتری 121 پروتئین ضروری برای خودش كشف شد كه پژوهشگران در مورد آنها هیچ نمیدانند.
حالا این پرسش پیش میآید كه عملكرد و به طور خاص نقش آنها چه میتواند باشد؟! به این ترتیب، پژوهشگران موفق به كسب نگاه تازهای درباره چگونگی شكلگیری این جانداران شدند. اكنون اطلاعات بسیار زیاد و جالبی وجود دارد چرا كه آنها دریچههایی به كل دامنه حیات میگشایند.
منبع: http://www.astrobio.net/pressrelease/5374/new-insights-into-the-origin-of-life
مترجم: نیلوفر فشنگساز