تکامل جهت دارکریسپر

مدل تکامل همراه کریسپر-فاژ، نتایج تجربی گیج کننده را توجیه می کند

کریسپر سیستم ایمنی اکتسابی است که به باکتری ها و دیگر ارگانیسم های تک سلولی امکان ذخیره قطعات کوچکی از DNA را می دهد تا با استفاده از آن ها از خود در برابر ویروس های فاژ محافظت کنند. این سیستم به سلول امکان می دهد تا “به خاطر آورد” و در مقابل فاژهایی که در گذشته با آن ها برخورد داشته است، مقابله کند.
علیرغم پیشرفت های سریع در کرسیپر، محققان همچنان سؤالات فراوانی در رابطه با تکامل کریسپر در باکتری ها و ارگانیسم های تک سلولی دارند.


در یک مطالعه جدید، محققان رابطه‌ی ظریف و نامحسوسی بین باکتری و فاژ پیدا کردند که وابسته به چگونگی برخورد این دو با هم و چگونگی سرعت تکامل دفاع بر ضد یکدیگر تغییر می‌کند. داده های این مطالعه یک الگوی عجیب بقاء و انقراض بین باکتری و فاژ نشان می دهد که به توضیح نتایج تجربی گیج کننده کمک می کند.
محتوی DNA ای که از ژنوم فاژ بریده شده و در ژنوم باکتری جای می گیرد، به باکتری یا فرزندان آن قابلیت دفاع در برابر این فاژ (فاژی که DNA از آن گرفته شده) می دهد.

فاژ ها دائما در حال تکامل می باشند. دانشمندان می گویند نرخ جهش در هرکدام از آنها یک متغیر است که می تواند در شناسایی و از بین بردن آنها توسط کریسپر تاثیر بگذارد. متغیر بعدی فضای محدود در ژنوم باکتری برای قرار گیری قطعات DNA فاژ می باشد بنابراین کریسپر مدام قطعات جدید DNA را به ژنوم وارد می کند و قطعات قدیمی را از آن خارج می کند. علاوه بر این فاکتور ها، نرخ مواجهه باکتری و فاژ نیز مهم می باشد.
اگر نمودار نتایج را بر حسب این پارامتر ها رسم کنیم، نتایج در سه ناحیه قرار می گیرند:

به طور کلی ما انتظار داریم در بالاترین نرخ مواجهه، کریسپر به عنوان سیستم ایمنی باکتری، فاژ را به سمت انقراض هدایت کند؛ زیرا اگر آن دو با هم برخورد کنند اغلب به میزان کافی از DNA فاژ موجود می باشد. اسم این ناحیه را در نمودار، منطقه 4 گذاشتند.
اگر باکتری کمتر در معرض فاژ قرار بگیرد، تعداد فاژ هایی که در هر واحد زمان باکتری را آلوده می کنند کم می شود. بنابراین احتمال گرفتن DNA فاژ کاهش می یابد و در این حالت فاژ با باکتری همزیست می شود. اسم این ناحیه را در نمودار 3 گذاشتند.
به طور شگفت انگیزی در ناحیه دیگر از نمودار نرخ مواجهه از این هم کمتر بود و در این شرایط باکتری اصلا فرصت بدست آوردن DNA فاژ را ندارد و به سمت انقراض حرکت می کند. این ناحیه از نمودار را 2 نامیده شده‌است.

ترجمه: کاوه نصرالهی

لینک مقاله
لینک خبر

برچسب‌ها
نمایش بیشتر

نوشته‌های مشابه

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا
EnglishIran
بستن
بستن