أول تقرير لنقل الجينات الأفقية بين النبات والحيوان | الكاتب المصري د. إِيهاب محمد زايد

 معني أن الجينات تنتقل أنها قادرة علي الحركة من كائن إلي كائن مختلف ومن نسل الي نسل اي من اب لابنه ومن نخلة الي فسيلة بالتكاثر الخضري ومن مكان إلي مكان وعندما تعبر عن نفسها فإنها تشمل الزمان والمكان لعملها وهناك طريقتين لنقل الجينات  النقل الرأس  ويطلق علية العمودي احيانا وهو المتداول والطبيعي  حيث يتميز الحصول على الحمض النووي من خلال النقل الأفقي للجينات عن انتقال المادة الوراثية من الوالدين إلى النسل أثناء التكاثر، وهو ما يُعرف بنقل الجينات الرأسي، حيث أصبح النقل الجيني الأفقي ممكنًا إلى حد كبير من خلال وجود عناصر وراثية متحركة مثل البلازميدات مادة وراثية خارج الصبغية، الينقولات (الجينات القافزة)، والفيروسات المسببة للبكتيريا (العاثيات). أما نقل الجينات الأفقي فهو يعني نقل الجينات الأفقي ويسمى أيضًا النقل الجيني الجانبي، وهو انتقال الحمض النووي حمض الديوكسي ريبونوكلييك بين الجينومات المختلفة، 

ومن المعروف أن نقل الجينات الأفقي يحدث بين الأنواع المختلفة مثل بين بدائيات النوى وهي الكائنات التي تفتقر خلاياها إلى نواة محددة وحقيقيات النوى وهي الكائنات التي تحتوي خلاياها على نواة محددة، وبين العضيات الثلاثة التي تحتوي على الحمض النووي لحقيقيات النوى – النواة، الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء. الفرق الرئيسي بين نقل الجينات الرأسي والأفقي هو أن نقل الجينات الرأسي هو وراثة الحمض النووي من الكائنات الحية في حين أن نقل الجينات الأفقي هو الحصول على الحمض النووي من الكائنات الحية غير ذات الصلة . علاوة على ذلك ، يحدث نقل الجين الرأسي عبر التكاثر بينما يحدث نقل الجين الأفقي إما عن طريق التحول ، أو التحويل ، أو الاقتران البكتيري. أوجه التشابه بين نقل الجينات الرأسية والأفقية نقل الجينات الرأسي والأفقي نوعان من آليات نقل الجينات بين الكائنات الحية.يشاركون في نقل الجينات الوظيفية ، والتي تمارس حروفًا محددة في المتلقي.أيضًا ، يمكن لكلتا الآليتين زيادة التباين الوراثي.  وأخيرانقل الجينات العمودي او الرأسي  هو وراثة المادة الوراثية لأحد الوالدين إلى النسل أثناء التكاثر. يتم نقل كمية كبيرة من الحمض النووي ، وهو الجينوم بأكمله ، إلى الكائن الحي للابنة أثناء نقل الجينات العمودية. من ناحية أخرى ، نقل الجينات الأفقي هو نقل عدة جينات من كائن بالغ إلى كائن بالغ آخر. هنا ، لا ترتبط هذه الكائنات البالغة. هذا يقدم سمات جديدة للمستلم. لذلك ، فإن الاختلاف الرئيسي بين نقل الجينات الرأسي والأفقي هو نوع الكائنات الحية المشاركة في كمية الحمض النووي المنقولة ومعالجتها.

. ويوجد الكثير الذي يتحدث عن هذا أما نحن الأن بصدد أول بحث لهذا النقل الأفقي لأفة زراعية مشهورة وتسبب فساد الثمار  المنتجه في المواسم الزراعية وتكلف المزارعين مققاومة علاوة علي أثر المبيدات المتبقي علي صحة الإنسان لذا فكان هذا العمل بي النبات الفيروسات والذبابة لنتطلع علي البحث سويا تتغلب الذبابة البيضاء على سموم في النباتات التي تأكلها من خلال استخدام الحماية الجينية للنبات ، والتي من المحتمل أن تنقل من نبات إلى حشرة قبل ملايين السنين بواسطة فيروس. في أول مثال معروف لنقل الجينات الأفقي بين النبات والحيوان ، اكتسبت آفة شائعة تعرف باسم الذبابة البيضاء (Bemisia tabaci) هي آفة زراعية عالمية متعددة الآفات تنقل العديد من الفيروسات المسببة للأمراض النباتية الخطيرة وهي نموذج ممتاز للتحقيق في الآليات الجزيئية المشاركة في التغلب على دفاعات النبات. هنا ، نوضح أنه من خلال حدث نقل جيني أفقي استثنائي ، اكتسب الذبابة البيضاء جين BtPMaT1 المشتق من النبات.جينًا من أحد النباتات المختلفة التي تتغذى عليها ،

 يمكّن هذا الجين الذباب الأبيض من تحييد الجلوكوزيدات الفينولية. تم تأكيد ذلك من خلال تحويل نباتات الطماطم وراثيًا لإنتاج جزيئات RNA صغيرة متداخلة تعمل على إسكات BtPMaT1 ، مما يضعف قدرة الذباب الأبيض على إزالة السموم. تكشف هذه النتائج عن سيناريو تطوري حيث تسخر العواشب مجموعة الأدوات الجينية للنباتات المضيفة لتطوير مقاومة دفاعات النبات وكيف يمكن استغلال ذلك لحماية المحاصيل. حسبما أفاد باحثون   في مجلة الخلية  Cell . يحمي الجين ، BtPMaT1 ، الحشرات من الجليكوزيدات الفينولية ، وهي سموم تنتجها العديد من النباتات للدفاع عن نفسها ضد مثل هذه الآفات ، مما يسمح للذباب الأبيض بأن يتغذى. يقول تشارلز ديفيس ، عالم الأحياء التطورية بجامعة هارفارد ، والذي لم يشارك في الدراسة: "هذه الدراسة رائعة حقًا". إنه "يوضح مثالًا رائعًا آخر على كيف أن نقل الجينات الأفقي بين حقيقيات النوى يمنح حداثة تطورية."نقل الجينات الأفقي هو التبادل غير الجنسي للجينات بين الأنواع. لقد تم توثيقه سابقًا بين الكائنات وحيدة الخلية وحتى بين بعض حقيقيات النوى مثل الفطريات والخنافس. هناك عدد من الطرق التي يمكن أن يحدث بها نقل الجينات الأفقي. يمكن نقل المواد الجينية عن طريق العاثيات أو فيروسات أخرى ، وقد تلتقط بعض الكائنات دنا خاليًا من البيئة.

لم يبدأ فريق البحث في البحث عن دليل على انتقال الجينات بين الأنواع التي تنطوي على الذباب الأبيض ، كما يقول المؤلف المشارك تيد تورلينجز ، عالم البيئة الكيميائية في جامعة نيوشاتيل. بدأ يوجون زانج زميل تورلينج وفريقه في الأكاديمية الصينية للعلوم الزراعية في الأصل لفهم كيفية تمكن هذه الآفات من التهرب من دفاعات العديد من النباتات. "[الذبابة البيضاء] تسبب الأمراض في النباتات ،" يقول تورلينجز Turlings. يمكنهم تدمير المحاصيل. "هذا هو السبب في أنها مهمة للغاية من الناحية الاقتصادية في جميع أنحاء العالم."

بدأ مختبر Zhang بمسح جينوم الذبابة البيضاء للبحث عن الجينات التي تساعدها على مقاومة المبيدات الحشرية الطبيعية التي تطلقها النباتات. بعد مقارنة جينومها مع الحشرات المماثلة التي لا تستطيع تحمل السموم النباتية ، ركزوا على BtPMaT1. وجدوا أن هذا الجين يشفر بروتينًا يعمل على تحييد الجليكوسيدات الفينولية. بعد ذلك ، ذهب الفريق للبحث عن الجذور التطورية للجين باستخدام قواعد بيانات المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية (NCBI) للجينومات. لا توجد حشرات أخرى تشترك في الجين أو حتى واحدة مماثلة له. كان لابد أن يأتي من مكان آخر. في النهاية ، في إحدى قواعد البيانات ، وجدوا دليلًا على وجود جينات مماثلة - لكنهم كانوا في النباتات ، وليس في الحشرات الأخرى. يشتبه الفريق في أن فيروسًا في نبات قد التقط الجين منذ حوالي 35 مليون سنة ، ثم أكل ذبابة بيضاء ذلك النبات المصاب  نقل الفيروس الجين إلى جينوم الحشرة ، ثم أصبح ثابتًا في العشيرة.

يقول تيرلينغز: "إنه يُظهر أن التطور يمكن أن يشمل جينات من كائنات أخرى يمكن أن تساعدك على البقاء على قيد الحياة بشكل أفضل".بمجرد أن حدد العلماء الجين وقرروا أنه جاء من النباتات ، حولوا انتباههم نحو تعطيله. لقد عدلوا نباتات الطماطم وراثيًا باستخدام السم لإخراج الحمض النووي الريبي_(الرنا) الذي يتداخل مع الجين. عندما تتغذى الحشرات على هذه النباتات ، يتم إسكات الجين الوقائي ، وتموت الحشرات. عندما تم السماح لحشرة مختلفة ، (Myzus persicae) ، بدون جين BtPMaT1 بالتغذي على نفس نباتات الطماطم المعدلة وراثيًا ، لم تتغير معدلات وفياتهم ، مما يشير إلى أن الباحثين قد يكونون قادرين على تطوير محاصيل مقاومة للذباب الأبيض ولكنها فازت تسبب ضررا جديدا للأنواع الأخرى.

تقول باميلا سولتيس ، عالمة الأحياء النباتية بجامعة فلوريدا والتي لم تشارك في الدراسة ، في رسالة بريد إلكتروني إلى  مجلة العلوم أن "أسئلة مثيرة للاهتمام" أثارتها الدراسة ، مثل كيف ومتى حدث نقل الجينات و ، "كيف عادة هل هذه العملية متورطة في توليد مقاومة في العواشب لكيمياء النبات؟ " شيا وآخرون ، "الذبابة البيضاء تخطف جين إزالة سموم النبات الذي يحيد سموم النبات ،

وفي هذه الصورة تلخيص للبحث الجديد

 عنوان  البحث" الخلية ، دوى: 10.1016 / j.cell.2021.02.014 ، 2021.

 مرجع  تعريف نقل الجينات

Burmeister، AR، "Horizontal Gene Transfer" Evolution، medicine، and public health vol. 2015،1 193-4. 29