بدست آوردن و از دست دادن ژنها در دریچه های گرمابی

 

آبهای گرم تاباننده از یک دریچه گرمابی در میدان دریچه فون دم، دریای کارائیب، میانه کایمن ری. تعداد زیادی میگو در تصویر دیده می شود.

 

ژنوم میکروب های روی زمین می تواند بسیار متغیر باشد، از دست دادن و دستیابی به ژن ها تا حد زیادی بر تکامل جمعیت میکروبی تأثیر می گذارد. انتقال ژن افقی یا انتقال ژن جانبی در هنگام به دست آوردن ژن میکروارگانیسم ها  یک فرایند مهم است.

انتقال ژن افقی وقتی اتفاق می افتد که ماده ژنتیکی از یک ارگانیسم به بدن دیگر و بدون تولید مثل منتقل می شود (به عنوان مثال بدون اینکه والدینی ژن را به فرزندان منتقل کند). سه روش شناخته شده برای انجام این فرآیند وجود دارد: ترنسفورمیشن، ترنسداکشن و کانجوگیشن یا پیوستگی. ترنسفورمیشن زمانی اتفاق می افتد که قطعات کوتاه DNA توسط باکتری هایی که به طور طبیعی قادر به ترکیب آنها در ژنوم خود هستند، گرفته می شود. ترنسداکشن، انتقال DNA از یک میکروب به دیگری توسط باکتریوفاژها (ویروس هایی است که به باکتری ها حمله می کنند). کانجوگیشن زمانی است که DNA از طریق تماس سلول به سلول از طریق یک ساختار مویی که به پیلوس معروف است منتقل می شود.
این تیم تحقیقاتی مجموعاً بیست و دو ژنوم مونتاژ شده با متاژنوم را بررسی کردند. سیزده MAG(metagenome-assembled genomes) از محل محوری در شمال شرقی اقیانوس آرام کشف شد، و نُه MAG از میانه کیمن ری در دریای کارائیب. در حالی که نمونه ها از مناطق مختلف جمع آوری شده بود، همه میکروارگانیسم های مورد بررسی، دریچه Epsilonbacteraeota از جنس Sulfurovum بودند.
نتایج نشان می دهد که چگونه فشارهای انتخابی از محیط، ساختار ژنومها را در هر جمعیت شکل داده اند. ژنهای درگیر در عملکرد اصلی سلولی (که به آنها "ژنهای خانه دار" گفته می شود) در هر دو محل یکسان بودند. با این حال، ژنهایی که برای عملکردهای خاص برای محیط لازم هستند متفاوت بودند. این شامل ژن های درگیر در تنظیم فسفات میشد، که بیشتر در ژنوم از محیط کم فسفات میانه کیمن یافت می شود. به طور کلی، نتایج تحقیقات نشان می دهد که فشارهای انتخابی عامل مهمی برای افزایش و از بین رفتن ژنهای میکروبهای موجود در دریچه های گرمابی است، جایی که محدودیت مواد مغذی عامل مهمی در تکامل میکروب ها است.

مطالعه "Selection Is a Significant Driver of Gene Gain and Loss in the Pangenome of the Bacterial Genus Sulfurovum in Geographically Distinct Deep-Sea Hydrothermal Vents"، در ژورنال mSystems منتشر شد. این کار توسط علم و فناوری اختر شناسی برای کاوش سیارات (ASTEP) جزئی از برنامه نجوم ناسا و از طریق برنامه اگزوبیولوژی انجام شد. پشتیبانی اضافی از برنامه فوق دکتری طالع بینی ناسا حاصل شد.

این علم تازه کشف شده همچنین بخش مهمی از تلاش ناسا برای درک جهان، پیشبرد اکتشاف انسان و الهام بخشیدن به نسل بعدی است. از آنجا که برنامه Artemis ناسا با کاوشهای انسانی در ماه پیش می رود، جستجو برای زندگی در جهان های دیگر همچنان اولویت اصلی آژانس است.

 

منبع: سایت ناسا