ربط جين متعلق بتطور السمع عند البشر بالتطور الحسي في شقائق النعمان البحرية أيضا.

ويمكن العثور على الجين، الذي يُطلق عليه اسم pou-iv (pow-four)، في مخالب شقائق النعمان البحرية (Nematostella vectensis)، حيث يلعب دورا مهما في حاسة اللمس لدى الحيوان.

ويعد Cnidaria، الفرع الذي تنتمي إليه شقائق النعمان البحرية، الأقرب إلى Bilateria، الحيوانات ذات التماثل الثنائي مثل البشر، والتي تختلف عن سلفها المشترك الأخير الذي عاش منذ حوالي 748 إلى 604 مليون سنة.

ويشير اكتشاف دور الجين في شقائق النعمان البحرية النجمية إلى أنه كان موجودا في سلفها المشترك ومن المحتمل أنه لعب دورا في التطور الحسي حينها أيضا.

وقال عالم الأحياء ناجياسو ناكانيشي، من جامعة أركنساس: "هذه الدراسة مثيرة لأنها لم تفتح فقط مجالا جديدا للبحث في كيفية تطور وعمل الميكانيكا في شقائق النعمان البحرية، ولكنها تعلمنا أيضا أن لبنات بناء حاسة السمع لدينا جذور تطورية قديمة تعود إلى مئات الملايين. سنوات في عصر ما قبل الكمبري".

وفي البشر والفقاريات الأخرى، تسمى المستقبلات الحسية للجهاز السمعي خلايا الشعر. وتحتوي هذه الخلايا على حزم من عضيات تشبه الأصابع تسمى الستريوسيليا التي تستشعر المنبهات الميكانيكية. وهي الاهتزازات التي نسمعها كأصوات. وفي الثدييات، يعتبر pou-iv ضروريا لنمو خلايا الشعر؛ نحن نعلم هذا لأن الفئران التي أخرجت من pou-iv صماء.

 

ويوجد لدى شقائق النعمان البحرية خلايا شعرية حسية ميكانيكية مماثلة على مخالبها، وتستخدم لاستشعار الحركة. ومع ذلك، لم يُعرف سوى القليل عن جين pou-iv لشقائق النعمان وما هو الدور، إن وجد، الذي لعبه في التطور الحسي.

وأراد فريق من الباحثين بقيادة عالم الأحياء إيثان أوزمنت، من جامعة أركنساس معرفة ما يفعله الجين. وأفضل طريقة للقيام بذلك هي تعطيل الجين باستخدام أداة تحرير الجينات CRISPR-Cas9 ومراقبة التغييرات. لذلك هذا ما فعله الفريق.

وحقنوا كوكتيل يحتوي على بروتين Cas9 في بيض شقائق النعمان البحري المخصب لقطع الجين pou-iv، ودرسوا الأجنة النامية، وكذلك شقائق النعمان المحورة.

وبالمقارنة مع شقائق النعمان من النوع البري، أظهرت الحيوانات الطافرة تطورا غير طبيعي لخلايا الشعر اللامسة، ولم تظهر أي استجابة للمس. ومن دون pou-iv، كانت شقائق النعمان غير قادرة على استشعار المحفزات الميكانيكية عبر خلايا شعرها.

وبالإضافة إلى ذلك، فإن التخلص من pou-iv في شقائق النعمان أدى إلى تثبيط جين مشابه جدا للجين الذي يصنع البوليسيستين 1 الموجود في الفقاريات، حيث يكون ضروريا لاستشعار تدفق السوائل في الكلى. وقد لا تحتوي شقائق النعمان على الكلى، لكن استشعار تدفق السوائل قد يكون مفيدا للحيوانات البحرية.

وقال الباحثون إن النتائج تشير إلى أن pou-iv لعب دورا في تطوير الخلايا الحسية الميكانيكية في السلف المشترك بين Cnidaria وBilateria. ولتتبع الجين إلى أبعد من ذلك، سيتطلب بيانات من الشعب الأخرى ذات نقاط الاختلاف السابقة.

وكتب الباحثون في ورقتهم البحثية: "تشير نتائجنا إلى أن دور pou-iv في تطوير المستقبلات الميكانيكية محفوظ على نطاق واسع عبر Cnidaria وBilateria. وما زال دور pou-iv المبكر في تمايز المستقبلات الميكانيكية في تطور الحيوان دون حل، ويتطلب بيانات مقارنة من placozoans والإسفنج، وهو أمر مطلوب".

ونشر البحث فيeLife.

المصدر: ساينس ألرت