استخدام تقنية تدفق الجينات الحديثة لتحديد الجماعات البكتيرية

0
2416
Using modern gene flowing to determine microbe populations
Credit: CC0 Public Domain

 

تقنية تدفق الجينات gene flowing لتحديد الجماعات البكتيرية 

المقدمة 

تعتبر عملية تحديد هوية الأنواع بين النباتات والحيوانات بمثابة الفسحة لبعض علماء الأحياء ، لكن المهمة تبدو أكثر صعوبة بالنسبة للميكروبات التي لا تعد ولا تحصى والتي تعيش في كل مكان مهما قل حجمه على كوكب الأرض.

طور باحثو معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا  (MIT) مؤخرا ، مقياسا بسيطا لتدفق الجينات gene flowing يمكنه أن يحدد الجماعات المكروبية المهمة بيئيا بين البكتيريا والبكتيريا القديمة (Archaea) ، بما في ذلك تحديد المجموعات المرتبطة بالأمراض البشرية.

كتب مارتن بولز Martin Polz ، أستاذ الهندسة المدنية والبيئية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، وزملاؤه في عدد 8 آب (أغسطس) من مجلة الخلية Cell : ” يفصل مقياس تدفق الجينات  gene flow metric بين الميكروبات الموجودة في مجموعات متمايزة وراثياً وإيكولوجياً “. 

طور Polz وزملاؤه أيضا طريقة لتحديد أجزاء الجينوم في هذه المجموعات البكتيرية التي تظهر تكيفات مختلفة يمكن تعيينها في بيئات مختلفة.

عندما اختبروا مقاربتهم على بكتيريا الأمعاء ، على سبيل المثال ، كانوا قادرين على تحديد أن مجموعات مختلفة من البكتيريا كانت مرتبطة بالأفراد الأصحاء والمرضى الذين يعانون من مرض كرون.

غالبا ما يطلق علماء الأحياء على مجموعة من النباتات أو الحيوانات مسى الانواع إذا كانت المجموعة معزولة تكاثريا عن غيرها ، أي أن الأفراد في المجموعة الواحدة يمكنهم التكاثر مع بعضهم البعض ، لكنهم لا يستطيعون التكاثر مع الآخرين.

نتيجة لذلك ، يتقاسم أعضاء النوع مجموعة من الجينات التي تختلف عن الأنواع الأخرى. تركز الكثير من النظريات التطورية على الأنواع والجماعات ، ووجودية الأنواع في منطقة معينة.

ويوضح Polz أن الميكروبات ” تتحدى مفهوم الأنواع الكلاسيكية للنباتات والحيوانات “. تميل الميكروبات إلى التكاثر اللاجنسي ، فتقوم بالانشطار إلى جزئين بدلاً من دمج جيناتها مع أفراد آخرين لإنتاج ذرية.

كما أن الميكروبات معروفة بقابليتها لادخال الحمض النووي DNA من مصادر بيئية ، مثل الفيروسات ، كما يقول : ” يمكن للفيروسات نقل الحمض النووي إلى الخلايا ميكروبية ويمكن دمج هذا الحمض النووي في جينوماتها “. 

تجعل هذه العمليات من الصعب تصنيف الميكروبات الموجودة في مجموعات متمايزة بناءا على تركيبتها الجينية.

يقول Polz : ” إذا لم نتمكن من تحديد تلك المجموعات في الميكروبات ، فلا يمكننا أن نطبق كل هذه النظريات البيئية والتطورية الغنية التي تم تطويرها للنباتات والحيوانات على الميكروبات لتحديد هوية كل فرد على حدى “.

إذا أراد الباحثون قياس مرونة النظام الإيكولوجي في مواجهة التغير البيئي ، على سبيل المثال ، فقد يبحثون في كيفية تغير المجموعات داخل الأنواع بمرور الوقت. ويضيف: ” إذا لم نكن نعرف ما هو النوع ، فمن الصعب للغاية قياس هذه الانماط من الاضطرابات وتقييمها “.

اترك رد

من فضلك ادخل تعليقك
من فضلك ادخل اسمك هنا