الثبات ـ منوعات

يمكن لكل كائن على وجه الأرض تقريبا أن يشكر أمه على الطاقة التي تغذي كل خلية من خلاياه.

ويتم توليد الطاقة في جزء من الخلية المعروفة باسم الميتوكوندريا (عضيات خلوية تولّد معظم الطاقة الكيميائية اللازمة لتشغيل التفاعلات الكيميائية الحيوية في الخلية)، التي تصنع من وصفة وراثية موجودة في الحمض النووي للأم.

ويبدو أن الحمض النووي للميتوكوندريا الخاص بالأب، أو mtDNA، لا يلعب أي دور. ومع ذلك، فإن النقطة الدقيقة التي يتم فيها تنشيط جينات الميتوكوندريا لدى الأب ليست قصة واضحة المعالم، حيث تدعم دراسات مختلفة انهيار سيتوبلازم البويضة (المادة الوراثية للخلية في خلايا بدائيات النوى)، وتعديلا شديدا في الحيوانات المنوية أثناء تكوينها.

ولم تتمكن دراسة حديثة قامت بسلسلة الجينات في خلايا الحيوانات المنوية البشرية، من الكشف عن عدم وجود DNA mtDNA سليم قبل الإخصاب.

وفي حين أن كل خلية منوية تحتوي على حوالي 100 ميتوكوندريا خاصة بها، لم يجد باحثون من الولايات المتحدة وإسبانيا أي أثر لحمض الميتوكوندريا الذكري داخل الميتوكوندريا. كما افتقرت الحيوانات المنوية إلى عوامل النسخ اللازمة للحفاظ على الحمض النووي الميتوكوندري.

ويوضح الباحثون: "نخلص إلى أن الحيوانات المنوية البشرية الناضجة خالية أساسا من الحمض النووي الميتوكوندري، وهو ما يتوافق مع وراثة الأم لجينوم الميتوكوندريا في الثدييات".

وبطبيعة الحال، لا تزال الخلايا الجنسية الذكرية تساهم بالحمض النووي في نسلها، والجينوم النووي البشري أكبر بمليارات المرات من جينوم الميتوكوندريا. ومع ذلك، فإن الطفرات في الجينوم الأخير ترتبط بمجموعة متنوعة من الأمراض وعمليات الشيخوخة، ما يشير إلى أنها مهمة جدا للصحة والوظيفة.

فلماذا ينتقل الحمض النووي الميتوكوندري الخاص بالأم فقط؟

تتعلق إحدى الفرضيات بمعدل الطفرة المرتفع نسبيا لجينوم الميتوكوندريا مقارنة بالجينوم النووي. وتحتوي كل خلية في الجسم على العديد من الميتوكوندريا، والتي تنقسم إلى خلايا وليدة.

وتعد الطريقة التي يحدث بها هذا الانقسام غير منظمة إلى حد ما، مع أخذ كل الأمور في الاعتبار، ما يعني أن الخلايا الوليدة لا تحصل على ما يكفي من الميتوكوندريا لتلبية احتياجاتها، في بعض الأحيان.

ونظرا لاستهلاك خلايا الحيوانات المنوية طاقتها بسرعة في محاولة للوصول إلى بويضة بشرية للتخصيب، فمن المحتمل أن يؤدي الحمض النووي الميتوكوندري الخاص بها – إذا كان موجودا – إلى تكديس مجموعة من الطفرات.

ومن ناحية أخرى، لا تعتمد خلية البويضة على الميتوكوندريا الخاصة بها للحصول على الطاقة. وبدلا من ذلك، تمتص الطاقة من الميتوكوندريا الموجودة في الخلايا المجاورة.

وقد تساعد النتائج على فهم بعض اضطرابات الخصوبة بشكل أفضل، والتي يمكن أن تنتقل عبر البويضات أو الحيوانات المنوية.

وفي السنوات الأخيرة، بدأ العلماء في إيجاد طرق لاستهداف طفرات معينة في الحمض النووي للميتوكوندريا لوقف توريثها.

وخلص معدو الدراسة إلى أن "توريث الأم لـmtDNA هو نموذج رئيسي يوجه وجود وتطور الغالبية العظمى من الأنواع، ومع ذلك، ظل الأساس الجزيئي لهذه الظاهرة وفوائدها غير واضح".

نشرت الدراسة في مجلة Nature Genetics.