اكتشف الباحثون في جامعة ناغويا أن ثعابين السمك الكهربائية، القادرة على توليد ما يصل إلى 860 فولت، يمكنها إحداث تغييرات وراثية في الكائنات الحية المجاورة من خلال عملية مشابهة لعملية التثقيب الكهربائي. الائتمان: SciTechDaily.com
يمكن لثعابين السمك الكهربائية تعديل وراثة الكائنات الحية القريبة بشكل طبيعي، وهو اكتشاف تم اكتشافه من قبل جامعة ناغويا الباحثون الذين يسلطون الضوء على دور الكهرباء الطبيعية في التغيرات الجينية.
يعتبر ثعبان البحر الكهربائي أكبر مخلوق يولد الطاقة على وجه الأرض. يمكن أن يطلق ما يصل إلى 860 فولت، وهو ما يكفي لتشغيل الآلة. وفي دراسة حديثة، وجدت مجموعة بحثية من جامعة ناغويا في اليابان أن الثعابين الكهربائية يمكنها إطلاق ما يكفي من الكهرباء لتعديل يرقات الأسماك الصغيرة وراثيا. ونشروا النتائج التي توصلوا إليها في المجلة العلمية PeerJ – الحياة والبيئة.
فهم Electroporation للطبيعة
تضيف النتائج التي توصل إليها الباحثون إلى ما نعرفه عن التثقيب الكهربائي، وهي تقنية نقل الجينات. يستخدم التثقيب الكهربائي مجالًا كهربائيًا لإنشاء مسام مؤقتة في غشاء الخلية. وهذا يسمح للجزيئات، مثل الحمض النووي أو البروتينات، تدخل الخلية المستهدفة.
اكتشف الباحثون أن الثعابين الكهربائية، وهي أكبر مخلوق مولد للطاقة على وجه الأرض، يمكنها إطلاق ما يكفي من الكهرباء لتعديل يرقات الأسماك الصغيرة وراثيا. الائتمان: شينتارو ساكاكي
ترأس مجموعة البحث البروفيسور إيتشي هوندو والأستاذ المساعد أتسو إيدا من جامعة ناغويا. لقد اعتقدوا أنه إذا تدفقت الكهرباء عبر النهر، فإنها يمكن أن تؤثر على خلايا الكائنات الحية المجاورة. يمكن للخلايا دمج أجزاء من الحمض النووي في الماء، تسمى الحمض النووي البيئي. ولاختبار ذلك، قاموا بتعريض الأسماك الصغيرة في مختبرهم لمحلول الحمض النووي مع علامة تتوهج في الضوء لمعرفة ما إذا كانت سمكة الزرد قد امتصت الحمض النووي. وبعد ذلك، أدخلوا ثعبانًا كهربائيًا وخدعوه ليعض وحدة تغذية لتفريغ الكهرباء.
الثعابين الكهربائية: العوامل الطبيعية للتغير الوراثي
وفقًا لإيدا، يعتبر التثقيب الكهربائي بشكل عام عملية موجودة فقط في المختبر، لكنه غير مقتنع بذلك. قال: “اعتقدت أن التثقيب الكهربائي يمكن أن يحدث في الطبيعة”. “أدركت أن الثعابين الكهربائية من نهر الأمازون يمكن أن تكون بمثابة مصدر للطاقة، وأن الكائنات الحية التي تعيش بالقرب منها يمكن أن تعمل كخلايا متلقية، وأن أجزاء الحمض النووي البيئية التي يتم إطلاقها في الماء سوف تصبح جينات كائنات غريبة، مما يسبب إعادة التركيب الجيني في الكائنات الحية المحيطة. بسبب تفريغ كهربائي.
تم تعديل الحمض النووي ليرقات سمك الزرد (كما هو موضح باللون الأخضر) بواسطة كهرباء ثعبان البحر. (يتم فرض صور الزرد وGFP المميزة). الائتمان: شينتارو ساكاكي
ووجد الباحثون أن 5% من اليرقات لديها علامات تظهر نقل الجينات. وقال إيدا: “يشير هذا إلى أن تفريغ ثعبان البحر الكهربائي عزز نقل الجينات إلى الخلايا، على الرغم من أن ثعبان البحر له أشكال نبضية مختلفة وجهد كهربائي غير مستقر مقارنة بالآلات المستخدمة عادة في التثقيب الكهربائي”. “يمكن للثعابين الكهربائية والكائنات الحية الأخرى التي تنتج الكهرباء أن تؤثر على التعديل الوراثي في الطبيعة”.
ولاحظت دراسات أخرى حدوث ظاهرة مماثلة في المجالات الطبيعية، مثل البرق، مما يؤثر على ديدان التربة والبكتيريا. إيدا متحمسة للغاية بشأن إمكانيات البحث في المجالات الكهربائية في الكائنات الحية. وهو يعتقد أن هذه التأثيرات تتجاوز ما يمكن أن تفهمه الحكمة التقليدية. وقال: “أعتقد أن محاولات اكتشاف ظواهر بيولوجية جديدة تعتمد على مثل هذه الأفكار “غير المتوقعة” و”الخارجة عن الصندوق” ستنير العالم حول مدى تعقيد الكائنات الحية وتؤدي إلى اكتشافات في المستقبل. »
تم وضع يرقات الزرد ومحلول الحمض النووي في حاوية صغيرة ووضعها داخل الخزان حيث ينتج ثعبان البحر الكهربائي نبضات كهربائية عندما يتغذى عليها المجرب. الائتمان: شينتارو ساكاكي
المرجع: “التفريغ الكهربائي لأعضاء ثعبان البحر الكهربائي يسهل تحويل الحمض النووي إلى يرقات كاملة تحت ظروف المختبر” بقلم شينتارو ساكاكي 1، ريو إيتو 1، هيديكي آبي 1، ماساتو كينوشيتا 2، إيتشي هوندو 1، أتسو إيدا، 4 ديسمبر 2023، PeerJ – الحياة والبيئة.
DOI: 10.7717/peerj.16596
