کروموزوم Y آن‌طور که گفته می‌شد در حال از بین رفتن نیست

به گزارش خبرگزاری آنا؛ کشف یک خانواده ژنی جدید بر روی این کروموزوم، نه‌تنها این روایت را به چالش کشیده، بلکه نگاه ما به پویایی تکامل ژنتیکی را نیز تغییر داده است.

بر اساس مطلب منتشر شده در سایت «ارف» (Earth)؛ در این پژوهش که روی نوعی موش به نام «موش گوزنی» انجام شده، دانشمندان با پدیده‌ای غیرمنتظره روبه‌رو شدند؛ ژنی که از مسیر‌های پیچیده ژنتیکی عبور کرده، وارد کروموزوم Y شده و پس از آن، تکثیر یافته و یک خانواده ژنی جدید ایجاد کرده است. این اتفاق در شرایطی رخ داده که کروموزوم Y همواره به‌عنوان ساختاری رو به تحلیل شناخته می‌شد. اکنون این کشف، پرسش‌های تازه‌ای درباره توانایی این کروموزوم در سازگاری و نوآوری مطرح می‌کند.

موش گوزنی

کروموزومی که تنها به نظر می‌رسید در حال از دست دادن است

در اغلب سلول‌های بدن، کروموزوم‌ها به‌صورت جفت وجود دارند و با تبادل بخش‌هایی از «دی‌ان‌ای» (DNA)، خطا‌های ژنتیکی را اصلاح می‌کنند. اما کروموزوم Y برخلاف سایرین، شریک کاملی برای این تبادل ندارد. همین ویژگی باعث می‌شود آسیب‌های ژنتیکی در آن تجمع پیدا کند و ژن‌هایش به‌مرور از بین بروند.

با این حال، این کروموزوم همچنان نقشی حیاتی دارد. ژن‌های باقی‌مانده بر روی آن، عمدتاً در تولید اسپرم نقش دارند و به همین دلیل، برای باروری در جنس نر ضروری‌اند. همین تضاد میان زوال ساختاری و اهمیت عملکردی، کروموزوم Y را به موضوعی جذاب در مطالعات ژنتیکی تبدیل کرده است.

چالش خاموشی ژن‌ها در فرآیند تولید اسپرم

در جریان شکل‌گیری اسپرم، مرحله‌ای وجود دارد که طی آن، فعالیت کروموزوم‌های جنسی (X و Y) تقریباً به‌طور کامل متوقف می‌شود. این پدیده که نوعی «خاموشی ژنی» است، چالشی جدی ایجاد می‌کند، زیرا برخی ژن‌ها دقیقاً در همین مرحله مورد نیاز هستند.

در جنس ماده، وجود دو کروموزوم X امکان جبران این خاموشی را فراهم می‌کند، اما در جنس نر، تنها یک کروموزوم X وجود دارد. برای حل این مشکل، تکامل راهکاری ایجاد کرده است: کپی‌برداری از ژن‌های حیاتی و انتقال آنها به کروموزوم‌هایی که در این مرحله فعال باقی می‌مانند. این نسخه‌های پشتیبان، نقش جایگزین را ایفا می‌کنند.

سفری غیرمنتظره؛ از X به Y

در مطالعه انجام‌شده، پژوهشگران ژنی به نام «Phf8» را بررسی کردند که در ابتدا روی کروموزوم X قرار داشت. این ژن ابتدا یک نسخه از خود را به یک «اتوزوم» (Autosome) یا کروموزومی غیرجنسی منتقل کرد. چنین انتقالی در زیست‌شناسی امری شناخته‌شده است.

اما اتفاق اصلی در مرحله بعد رخ داد: نسخه‌ای از این ژن به کروموزوم Y منتقل شد. نکته شگفت‌انگیز این بود که این ژن پس از ورود به Y، شروع به تکثیر کرد و مجموعه‌ای از ژن‌های تقریباً مشابه را به‌وجود آورد که «Phf8y» نام‌گذاری شدند.

تا پیش از این، هیچ مورد ثبت‌شده‌ای از انتقال کامل یک ژن به کروموزوم Y و سپس تکثیر آن وجود نداشت. این موضوع نشان می‌دهد که کروموزوم Y، برخلاف تصور پیشین، توانایی پذیرش و گسترش ژن‌های جدید را دارد.

نقش «ژن‌های جهنده» در این جابه‌جایی

برای انتقال ژن‌ها میان کروموزوم‌ها، سازوکار‌های خاصی لازم است. یکی از این سازوکار‌ها مربوط به «ژن‌های جهنده» (Transposable elements) است؛ توالی‌هایی از DNA که می‌توانند در ژنوم جابه‌جا شوند.

به نظر می‌رسد ژن Phf8y از همین سیستم استفاده کرده و با «ربایش» این مکانیزم، خود را به کروموزوم Y منتقل کرده است. این پدیده اگرچه نادر است، اما نشان می‌دهد که ژنوم موجودات زنده ساختاری کاملاً ایستا نیست و می‌تواند دستخوش تغییرات ناگهانی و بنیادین شود.

کارکرد احتمالی ژن جدید در سلول

با وجود شناسایی این ژن، عملکرد دقیق آن هنوز به‌طور کامل مشخص نشده است. با این حال، داده‌ها نشان می‌دهند که این ژن در مراحل رشد اسپرم فعال می‌شود.

یکی از فرضیه‌های مطرح این است که این ژن در «بسته‌بندی DNA» در سلول‌های اسپرم نقش دارد. در این فرآیند، ماده ژنتیکی به‌شدت فشرده می‌شود تا در ساختاری کوچک جای گیرد. چنین نقشی می‌تواند اهمیت عملکردی این ژن را توضیح دهد.

رقابت ژنتیکی و تأثیر بر نسبت جنسیت

در برخی مطالعات، نشان داده شده است که میان ژن‌های موجود روی کروموزوم‌های X و Y نوعی رقابت وجود دارد که می‌تواند بر نسبت تولد نر و ماده تأثیر بگذارد. اگر ژنی مانند Phf8y بتواند کارایی اسپرم‌های حامل کروموزوم Y را افزایش دهد، ممکن است در این رقابت نقش ایفا کند.

این موضوع، اهمیت این کشف را فراتر از یک تغییر ژنتیکی ساده می‌برد و آن را به یکی از عوامل بالقوه در تنظیم تعادل جنسیتی در جمعیت‌ها تبدیل می‌کند.

بازنویسی روایت تکامل کروموزوم Y

تا پیش از این، روایت غالب درباره کروموزوم Y، داستانی از کاهش و زوال بود. اما کشف خانواده ژنی Phf۸y نشان می‌دهد که این کروموزوم می‌تواند مسیر معکوس را نیز طی کند: جذب ژن‌های جدید و گسترش آنها.

این یافته، دیدگاه دانشمندان درباره تکامل ژنومی را تغییر می‌دهد و نشان می‌دهد حتی ساختار‌هایی که «بن‌بست تکاملی» تلقی می‌شدند، می‌توانند دوباره فعال و خلاق شوند.کشف یک خانواده ژنی جدید بر روی کروموزوم Y، تصویری تازه از پویایی ژنتیکی ارائه می‌دهد. این کروموزوم که زمانی نماد فرسایش تدریجی در نظر گرفته می‌شد، اکنون به‌عنوان ساختاری قابل تحول و سازگار مطرح شده است. چنین یافته‌ای نه‌تنها درک ما از زیست‌شناسی تولیدمثل را عمیق‌تر می‌کند، بلکه نشان می‌دهد مسیر‌های تکامل، همواره باز و پیش‌بینی‌ناپذیر هستند؛ حتی در جایی که تصور می‌شد همه‌چیز رو به پایان است.