اكتشف علماء الأحياء دليلا على مسار جديد للتطور، ومعه فهم أعمق لمدى سرعة تكيف الكائنات الحية مثل الفيروسات مع بيئتها، ويقول الباحثون أن النتائج التي توصلوا إليها والتي تعالج أسرارا طويلة عن كيفية اكتساب الجينات وظائف جديدة، وكيفية حدوث طفرات لتخفيف انتقال العدوى من مضيف إلى آخر، يمكن تطبيقها على التحقيقات المتعلقة بالأمراض الفيروسية مثل زيكا وإيبولا وأنفلونزا الطيور .
دراسة حول الاكتشافات الحديثة لمعالجة الأمراض الفيروسية
اكتشف الباحثون في جامعة كاليفورنيا سان دييجو وزملاؤهم، من خلال استخلاص العقيدة المركزية للبيولوجيا، دليلا على مسار جديد للتطور، ومعه فهم أعمق لمدى سرعة تكيف الكائنات الحية مثل الفيروسات مع بيئتها، حيث وصف علماء البيولوجيا التابعين لجامعة كاليفورنيا في سان دييغو، النتائج التي توصلوا إليها في عدد 30 مارس من مجلة ساينس العلمية، حيث أجروا سلسلة من التجارب على فيروس بكتيري، ووجدوا أنه يمكن أن يصيب المضيفين ” العاديين ” كما هو متوقع، ولكن أيضا – من خلال عملية لم يسبق لها مثيل في التطور – اكتسبت القدرة على إصابة الأهداف المضيفة الجديدة .
ويقول الباحثون إن النتائج التي توصلوا إليها والتي تعالج ألغازا طويلة الأمد عن كيفية اكتساب الجينات وظائف جديدة، وكيفية حدوث طفرات لتخفيف انتقال العدوى من مضيف إلى آخر، يمكن تطبيقها على التحقيقات المتعلقة بالأمراض الفيروسية مثل زيكا وإيبولا وأنفلونزا الطيور .
تصريحات جاستن ماير المؤلف الرئيسي للدراسة
قال جاستن ماير أستاذ مساعد في العلوم البيولوجية بجامعة سان دييجو والمؤلف الأول في الدراسة : ” هذا البحث يبين لنا أن الفيروسات أكثر قدرة على التكيف مما كان متوقعا من قبل، ومن خلال تعلم كيفية تحقيق الفيروسات للمرونة التطورية، فقد أصبح لدينا نظرة جديدة حول كيفية إنشاء حواجز لمنع ظهور أمراض جديدة ” .
الفيروسات
تصيب الفيروسات من خلال ربط نفسها بالمستقبلات الجزيئية على سطح الخلايا، هذه المستقبلات هي ” الأقفال ” التي يجب على الفيروسات فتحها لإدخال الخلايا، وتعد ” مفاتيح ” هذه الأقفال هي بروتينات فيروسية تسمى بروتينات التعرف على المضيف، وقد ركز الباحثون العاملون في هذا المجال على كيفية تغيير الطفرات لهذه المفاتيح البروتينية – والتغييرات التي تسمح لهم بالوصول إلى أقفال جديدة، ولقد عرف العلماء لسنوات أن الفيروسات يمكن أن تكسب مفاتيح جديدة مع طفرات قليلة نسبيا، ولكنها لم تحل ألغاز كيف تظهر هذه الطفرات لأول مرة .
وقد أدى هذا السؤال إلى جهد تعاوني مع باحثين من جامعة كاليفورنيا في سان دييغو، ومعهد علوم الحياة الأرضية في طوكيو وجامعة ييل .
كاثرين بيتري قائدة التجارب في هذا المشروع
قادت كاثرين بيتري في مختبر ماير تجارب المشروع على لامبدا، وهو فيروس يصيب البكتيريا وليس البشر، ويسمح بمرونة كبيرة في الاختبارات المعملية، وقد وجد الباحثون أن لامبدا يتغلب على التحدي المتمثل في استخدام مستقبل جديد بانتهاك قاعدة مقبولة جيدا في البيولوجيا الجزيئية، يتم من خلالها ترجمة المعلومات الجينية إلى بروتين، وهو الجزيء الذي يصنع الخلايا الحية والفيروسات .
اكتشافات التجربة
وجدت بيتري وزملاؤها أن جينا واحدا ينتج أحيانا عدة بروتينات مختلفة، حيث طور فيروس لامبدا تسلسل البروتين الذي كان عرضة لعدم الاستقرار الهيكلي، الذي يؤدي إلى إنشاء اثنين على الأقل من بروتينات التعرف على المضيف، ولحسن الحظ فإن هذه الأنواع المختلفة من البروتينات يمكن أن تستغل أقفال مختلفة، ولكن ليس مضيفها .
وقالت بيتري المؤلفة الرئيسية للدراسة : ” لقد تمكنا من التقاط هذه العملية التطورية أثناء العمل، ووجدنا أن أخطاء ” البروتين ” سمحت للفيروس بإصابة مضيفه الطبيعي، فضلا عن خلايا مضيفية مختلفة، هذا الاختلاف غير الطبيعي في البروتين هو طريقة للوصول إلى المزيد من الوظائف في تسلسل جين جيني واحد ” .
الخطوات القادمة للباحثون
يبحث الباحثون الآن عن أمثلة إضافية لظواهرهم التطورية المكتشفة حديثا، ويسعون للحصول على أدلة حول مدى شيوعها، كما أنهم يتحركون في نطاق واسع لاستكشاف تفاصيل المسار الجديد للتركيز على عمليات الجزيئات الفردية، وقال ماير : ” هذا تلاؤم شاذ للغاية من حيث أنه ابتكار تطوري ” .
مؤلفي الدراسة الآخرون
بالإضافة إلى بيتري و ماير، يضم مؤلفو الدراسة ناثان بالمر، ودانيال جونسون، وسارة مدينا، وستيفاني يان، وفيكتور لي من جامعة كاليفورنيا في سان دييغو، وأليتا بورميستر من جامعة ييل، وقد تم توفير التمويل للأبحاث من قبل شبكة أصول الأرض وعلوم الحياة ( بتمويل من مؤسسة جون تمبلتون ) والمؤسسة الوطنية للعلوم .
