حل لغز السمكة التي تمشي على قدمين

بعد بناء جينوم كامل لـ«المزلجة الصغيرة»

سمكة «المزلجة الصغيرة» (iStock)

على الرغم من أن «المزلجة الصغيرة» هي سمكة، فإنها معروفة باستخدام زعانفها مثل الأرجل للمشي، على غرار الفقاريات الأرضية.
ووفقاً لدراسات سابقة فإن شبكة الأعصاب الحركية التي تشارك في مشي الزلاجات الصغيرة ورباعيات الأرجل متشابهة، ولكن كان من الصعب دراسة الآلية الجزيئية لكيفية تطور هذه الشبكة العصبية الحركية بسبب عدم وجود جينوم كامل عالي الجودة لهذه السمكة، التي تعد أحد الأعضاء المهيمنين في مجتمع الأسماك القاعية شمال غربي المحيط الأطلسي، ويُعتقد أنها قد تباعدت عن سلف مشترك مع رباعيات الأرجل الأرضية منذ نحو 470 مليون سنة.
وفي دراسة نشرتها دورية (إي لايف)، أمس (الأربعاء)، قام فريق بحثي من معهد «دايجو جيونجبوك للعلوم والتكنولوجيا» بكوريا الجنوبية، ببناء جينوم كامل عالي الجودة لهذه السمكة باستخدام أحدث تقنيات تحليل الجينوم، ويبلغ حجم الجينوم الكامل المشيد حديثاً لها 2.13 غيغابايت، وهو ما يمثل 93 في المائة من حجم الجينوم المتوقع، وهو عبارة عن جينوم كامل عالي الجودة يحتوي على 17 ألفاً و230 جيناً يشفّر البروتينات.
إلى جانب ذلك، أجرى فريق البحث تحليلاً مقارناً مع الحيوانات الأرضية، وتم إجراء تحليل مقارن للخلايا العصبية الحركية الصغيرة عند الاثنين، باستخدام الجينوم الكامل عالي الجودة للسمكة، وبناءً على هذه النتائج، تم اكتشاف الجينات المعبَّر عنها بشكل مشترك والجينات المعبَّر عنها بشكل تفاضلي في الخلايا العصبية الحركية.
وفي سمكة «المزلجة الصغيرة»، تشارك 10 عضلات في المشي بالزعانف، بينما في رباعيات الأرجل، تشارك 50 عضلة في تحريك الأطراف، ومن خلال مقارنة النوعين، اقترح فريق البحث آلية جزيئية لكيفية ظهور نمط المشي البسيط والحركات المعقدة التي شوهدت في رباعيات الأرجل الأرضية في أثناء التطور.
وتكمن أهمية هذا البحث في أنه قدم الآلية الجزيئية لتطور شبكات الأعصاب الحركية المرتبطة بالمشي من خلال تجميع قدرات بحثية متخصصة في مجالات علم الأحياء المقارن وعلم الجينوم وعلم الأعصاب.
ويقول البروفسور بايك ميونغ، من قسم علوم الدماغ بمعهد «دايجو جيونجبوك للعلوم والتكنولوجيا» بكوريا الجنوبية في تقرير نشره الموقع الإلكتروني للمعهد، بالتزامن مع نشر الدراسة: «هناك أشكال بسيطة ومتطورة من المشي، وهذا اكتشاف رائد يقترح الآلية الجزيئية لكيفية ظهور هذه الأشكال في عملية التطور الطويلة».