هزاران سال است که انسان کنجکاو، سربرآورده از آغوش طبیعت همواره در ذهن بازی‌گوش خود سولاتی از پیدایش طبیعت و منشأ گونه‌ها داشته است. در چندین دهه‌ی اخیر با پیشرفت‌های صورت‌گرفته در حوزه‌های گوناگونی از قبیل تکنولوژی و ژنتیک، انسان دست‌کم به مسیرهای درستی برای جستجو رسیده است. یکی از این مسیرها مطالعات استادان و دانشجویان پژوهشگر است. به‌دنبال یافتن سرنخ‌های از منشأ حیات، پژوهشگران روی میکروب‌هایی موسوم به آرکی‌ها کارهایی صورت دادند و با بررسی ژنتیک آن‌ها و البته تاریخ و ریشه‌های خود حیات به یافته‌های بااهمیتی رسیدند.

استاد میکروبیولوژی دانشگاه فرانکلین این‌طور می‌گوید: «آرکی‌ها نوع باستانی میکروب‌ها هستند؛ به این ترتیب هر چه ما درباره‌ی آن‌ها بیشتر بدانیم در یافتن پاسخ سوالاتی از منشأ، افق‌های وسیع‌تری را در اختیار خواهیم داشت».

پژوهشگر راهبر در این مقاله که دانشجوی دکترای میکروبیولوژی است 1779 ژن، در ژنومِ – کل مجموعه‌ی ژنی درون سلول - باکتری به نام متانوکوکوس ماریپالودیس[1] یافت؛ او با بررسی ژن این آرکی‌های آبزی که معمولاً در مرداب‌ها پیدا می‌شوند درصدد تعیین میزان ضرورت آن‌ها برای حیات و البته عملکردشان بود. او دریافت که حدوداً 30 درصد ژنوم یا 526 ژن ضروری است. حالا محرز است که این ژن‌ها که بخشی از کارشان انتقال صفات از نسلی به نسل دیگر است تا چه حد می‌تواند نقش کلیدی در سلول بازی می‌کنند.

 

آرکی‌ها تک‌سلولی‌های بسیار ساده‌ای‌اند اما با وجود این سادگی سیستم ژنتیکی که آن‌‌ها برای ساخت حیات سلولی‌شان به‌کار می‌برند مشابه سلول‌های پیچیده‌تری موسوم به یوکاریوت‌ها است! یوکاریوت‌ها نوع دیگری از سلول‌ها هستند که در جانداران پیچیده‌تری مثل گیاهان و حیوانات دیده می‌شوند. به‌همین علت بیشتر دانشمندان یوکاریوت‌ها را همان آرکی‌های تکامل یافته می‌دانند.

این سیستم‌های ژنتیکی همان چیزی هستند که اجازه می‌دهند اطلاعات روی DNA برای ساختن حیات کد شود. به نقل از یکی از پژوهشگران این مطالعه: « DNA به‌تنهایی هم‌چون یک تخته‌سنگ است و به سیستم‌های بسیارِ دیگری برای درست کردن یک سلول زنده از DNA نیاز است». از آن‌جایی که DNA در سلول‌های مدرن بسیار ابتدایی است ساخت DNA یکی از حفاظت‌شده‌ترین فرایندها در موجودات زنده است.

موضوعِ بسیار جالبی که در این مطالعه کشف شد این‌ بود که سیستم ساخت DNA در آرکی‌ها منحصر به خودشان است! این‌که این موضوع در آرکی‌ها می‌تواند تغییر یابد به ما می‌گوید که توانایی ساخت DNA در تکامل حیات دیرتر شکل گرفته است. شاید بتوانیم این‌طور بگوییم که تفاوت‌ها در تولید زیستی DNA در یوکاریوت‌ها و به‌همان میزان باکتری‌ها ناشناخته بوده است.

دیگر ژن‌ها مهم در این آرکی‌ها برای تولید متان ضروری هستند. فرایند تولید متان توسط این میکروب‌ها برای حیات انرژی تولید می‌کند. انسان با سوزاندن گلوکز اکسیژن را به آب تبدیل می‌کند و آرکی‌ها گاز هیدروژن را با کاهش دی‌اکسیدکربن به متان تبدیل می‌کنند. آرکی‌هایِ تولیدکننده‌ی متان به شش ویتامین نیاز دارند که معمولاً در موجودات دیگر یافت نمی‌شوند. درک این‌که این ویتامین‌ها چطور ساخته شده‌اند و چطور در فرایند تغییر و تبدیل دی‌اکسیدکربن به متان درگیر هستند گسترش فرایندهای جدیدتر و بهتر برای تولید این گاز در سوخت را روشن می‌کند.

این مطالعه هم‌چون جستاری کلی بود. اما می‌تواند به سوالات زیادی از قبیل احتمال ساختن بهتر یا حتی تاثیرگذارتر متان پاسخ گوید. ثمره‌ی این مطالعه نتایج بسیار مهم دیگری هم بوده است. مثلاً این‌که در ژنوم این باکتری 121 پروتئین ضروری برای خودش کشف شد که پژوهشگران در مورد آن‌ها هیچ نمی‌دانند. حالا این پرسش پیش می‌آید که عملکرد و به‌طورخاص نقش آن‌ها چه می‌تواند باشد؟! به این ترتیب، پژوهشگران موفق به کسب بینش‌های تازه‌ای درباره‌ی چگونگی شکل‌گیری این جانداران شدند. اکنون اطلاعات بسیار زیاد و جالبی وجود دارد چرا که آن‌ها دریچه‌هایی به کلِّ دامنه‌ی حیات می‌گشایند.

مترجم: نیلوفر فشنگ‌ساز
روزنامه جام جم/ مورخ: 26/1/1392

[1] Methanococcus maripaludis