کوی دانش - kooy

چوبک ها آنزیم های باکتریایی را خودشان تولید می کنند

چوبک ها آنزیم های باکتریایی را خودشان تولید می کنند
15 خرداد
11:15 1395
بسیاری از حشراتی که از گیاهان تغذیه می کنند، نیازمند آنزیم های میکروبی همانند پکتیناز هستند که دیواره های سلولی گیاهان را تجزیه می کند، با این حال برخی از حشرات توانسته اند به شکلی بسیار جالب بر این فرم وابستگی غلبه کنند. محققان به تازگی دریافته اند چوبک ها آنزیم های میکروبی لازمشان را خود تولید می کنند. در حقیقت ژن های آنزیم های ضروری از میکروب شکمی "جهش" کرده و به بدن حشره وارد شده اند. تا پیش از این باور دانشمندان بر این بود که حشرات نمی توانند پکتیناز تولید کنند. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

تصویر فوق متعلق به یک چوبک ویتنامی به نام Ramulus artemis می باشد، این حشره یکی از شش گونه چوبکی است که محققان با مطالعه شان موفق به جداسازی ژن های پکتیناز شدند.
بسیاری از حیوانات به منظور تجزیه کردن غذایی که مصرف می کنند به میکروبیوم خود وابسته اند. میکروارگانیسم های وابسته به همزیگری، آنزیم هایی را تولید می کنند که میزبانانشان از تولید کردنشان ناتوان هستند و آنزیم های مزبور به تنهایی یا همراه با آنزیم های خود حیوانات مشغول تجزیه کردن غذایشان می شوند. بسیاری از حشراتی که از گیاهان تغذیه می کنند نیازمند آنزیم های میکروبی همانند پکتیناز هستند که دیواره های سلولی گیاهی را تجزیه می کنند، با این حال برخی حشرات توانسته اند به شیوه ای جالب بر این نوع وابستگی به آنزیم خود غلبه نمایند. 
محققان موسسه مکس پلانت در زمینه اکولوژی شیمیایی در ینای آلمان دریافتند چوبک ها خود اقدام به ساخت آنزیم های میکروبی موردنیازشان می کنند. ژن های آنزیم های ضروری از میکروب شکمی اجدادی به میزبان حشره خود "جهش" کرده اند. محققان "انتقال ژنی افقی" کشف شده را در مقاله ای که بتازگی در ژورنال Scientific Reports منتشر شده است به بحث و بررسی گذارده اند. 
به گفته دکتر ماتان شلومی دانشجوی فوق دکتری در دپارتمان حشره شناسی و نویسنده ارشد این مطالعه: "باور بر این است که حشرات نمی تواند پکتیناز مورد نیازشان را خودتولید کنند." با این حال  مشخص شده اتفاقاً چوبک ها مقدار زیادی پکتیناز تولید می نمایند و ژنوم این حشرات دارای ژن های پکتیناز متعددی است. برمبنای شباهت دی ان ای، منبع تولید این پکتینازها گاماپروتئوباکتریا می باشد، که رایج ترین نوع باکتری موجود در میکروبیوم حشره چوبک است، اما در برگ هایی که منبع تغذیه این حشرات هستند هم یافت می شود. شلومی اظهار می دارد: "در مورد نحوه رخ دادن تولید این آنزیم در چوبک هنوز اطمینان کامل نداریم، اما یک یا دو ژن پکتیناز از باکتریوم شکمی یا حتی شاید چیزی در غذای مصرفی به ژنوم حشره چوبک جهش پیدا کرده است و سپس به همراه همین حشرات تکامل یافته است." آزمایش ها نشان دهنده آنست که برخی پکتینازهای جدید، پکتین تجزیه کننده اصلی خود را همچنان حفظ کرده اند، این درحالیست که سایر پکتینازها کاربردهای ناشناخته ای دارند. اما انتقال مزبور چه موقع رخ داده است؟

 

همکاری بین المللی برای حل معما 
به منظور یافتن پاسخ سوالی که مطرح شد تیمی از محققان ابتدا به تستِ انواع گونه های حشره چوبک زدند که از آنجمله می توان به گونه های بدوی و کوتاه این جاندار اشاره داشت که صرفا در کالیفرنیا یافت شده و نامش تیمما کریستینا (Timema cristinae) می باشد، آنهم با گروه خواهری متشکل از سایر انواع چوبک ها. تیممادو فاقد پکتیناز است، درحالیکه سایر انواع مثلاً Euphasmatodea پکتیناز دارند. البته مشخص نبود که تیمما اصلاً دارای ژن های مورد اشاره بوده است یا آنکه این ژن ها را از دست داده است. تیم محققان سسپس با پروژه تکامل رونوشت حشرات (1KITE) به همکاری پرداختند. با استفاده از پایگاه های داده ژنتیک 1KITE که از بیش از 1000 گونه حشره و از جمله 50  Phasmatodea را در خود دارد، به سرعت دست به جستجوی گروه های چندگانه این آنزیم ها زدند. نتایج نشان داد که جهش ژنی بعد از جدایی بین گونه های تیمما و Euphasmatodea بین 110 الی 60 میلیون سال قبل و البته قبل از انشعابِ Euphasmatodea به سه هزار گونه موجود امروزینِ این حشره، رخ داده است.


ژن های میکروب شکمی می توانند میزبان خود را تغییر دهند 
سایر محققان موجود در دپارتمان حشره شناسی پیش از این، انتقال پکتیناز افقی را در سوسک های برگی رصد کرده بودند. بنابراین شاید جای تعجب نباشد که هم این سوسک ها و هم چوبک ها در زمینه مصرف برگ ها استاد هستند، همچنین لزوماً این مسئله هم اتفاقی نیست که هر یک از گروه های یاد شده حشرات بعد از رخ دادن انتقال افقی با انشعاب گسترده در گونه هایشان مواجه شدند. به گفته شلومی: "یک اتفاقی افتاده که باعث شده تا تیممای ریز، بدل به گروه گسترده ای از حشرات پراکنده در سرتاسر زمین شود که سه هزار گونه دارد و تقریباً نیم متر هم طول داشته باشد. 


تئوری جدید وی به نام فرضیه گسترش آنزیم بر آنست که پدیدارشدن ناگهانی توانایی های آنزیم جدید چه از طریق جهش و یا انتقال ژن افقی می تواند تکامل گونه ها را به پیش براند و رژیم غذایی شان را تغییر بدهد تا در منبع غذایی منفردی متخصص شوند. 
انتقال ژنی افقی فراتر از آنزیم ها می تواند هر تعداد توانمندی های جدید را هم در اختیار قرار بدهد و میکروبیوم ما نیز منبع گسترده ای از پروتئین های بالقوه تغییر دهنده گونه های مختلف می باشد. شلومی نتیجه می گیرد: " این ایده که ژن های میکروب هایی که در شکم به سر می برند می توانند ناگهانی بخشی از ژنوم شده و مسیر تاریخچه تکامل را تغییر بدهند یافته بسیار جالبی است."

کلمات کلیدی

اشتراک

درباره نویسنده

هنگامه خوش خلق

هنگامه خوش خلق

اینجانب فعالیت خود را به عنوان مترجم از سال 88 و با همکاری با انتشارات طاهریان آغاز کردم .و سپس به عنوان کارمند مترجم با شرکت های مختلفی همکاری داشته ام . در این میان لازم به ذکر است که فعالیت های اینجانب علاوه بر ترجمه کتاب (در آخرین مورد نشر آوند دانش)شامل ترجمه مقالات ، همکاری به عنوان مترجم شفاهی در دوره ها و سمینارهای مختلف و کار به عنوان مسئول مکاتبات و مکالمات خارجی شرکت توسعه اطلاعات بوده است .علاوه بر زبان انگلیسی ، آشنایی متوسط با زبان های اسپانیولی و ترکی استانبولی را نیز دارا می باشم .

 

شما اولین نفری باشید که برای این خبر نظر میدهد
تصویر امنیتی



عبارت در تصویر را وارد کنید


مغز انسان برای حس کردن جهان پیرامونی از محاسبات بهره می گیرد

مغز انسان برای حس کردن جهان پیرامونی از محاسبات بهره می گیرد

شاید باور این موضوع برای افرادی که همیشه با ریاضیات مشکل داشتند سخت باشد که مغز انسان بدون اینکه خودِ فرد متوجه باشد بصورت دائمی مشغول انجام حجم گسترده ای از انواع محاسبات است و اتفاقاً اینکار را بسیار خوب هم انجام می دهد. شاهد این مدعا از دانشگاه پرینستون رسیده است. در یک مطالعه جدید محققان این دانشگاه نشان دادند که چگونه مغز ما انسانها، تمامی داده های بدست آمده از محیط اطراف را که توسط حواس مختلف جمع آوری شده است ترکیب می کند تا به یک ارزیابی نهایی از وضعیت برسد که به اخذ تصمیم ها و نوع رفتارهای ما منجر می شود. این موضوع به اینجا هم ختم نمی شود و اگر در طی این فرآیند داده های جدیدی وارد شوند، مغز انسان با انعطاف پذیری حیرت انگیزی آنها را در محاسبات خود وارد کرده و حتی نتیجه محاسبات را تغییر می دهد. برای بررسی بیشتر این موضوع با کوی دانش همراه باشید...

مطالعه متن کامل
کاربرد گرافن به عنوان میکسر فرکانس

کاربرد گرافن به عنوان میکسر فرکانس

یک پروفسور، یک محقق فوق دکترا و یک دانشجوی ارشد بر روی ترامپولین (تشک پرش) پریدند! جمله فوق یک مزاح نیست بلکه آغازی برای توضیح تحقیقات جدید بر روی ماده شگفت انگیز گرافن است. گروهی به سرپرستی روبرتو د آلبا، دانشجوی ارشد فیزیک و Jeevak Parpia پروفسور و رئیس دپارتمان فیزیک، مقاله ای در Nature Nanotechnology راجع به کاربردهای دیگر برای این ماده روان، بسیار قوی و بسیار سبک منتشر کرده اند. در این تحقیق قابلیت استفاده از «تنش گرافن» بعنوان نوعی واسطه بین حالت های ارتعاشی که اجازه انتقال مستقیم انرژی از یک فرکانس به فرکانس دیگر را می دهد، نمایش داده شده است. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
اولین شواهد از همنوع خواری نئاندرتال ها در شمال اروپا

اولین شواهد از همنوع خواری نئاندرتال ها در شمال اروپا

وجود آثار و بقایای نئاندرتال ها در مناطقی که در بالای عرض 50 درجه شمالی قرار داشته باشند بسیار کم است و تا کنون نیز فقط در دو نقطه این شواهد بدست آمده است. یکی در منطقه فلدهافر آلمان و دیگری در اسپای بلژیک. مطالعه جدیدی که توسط دکتر هلن راجیر با همکاری آسیر گومژ اولیوینسا از UPV/EHU انجام گرفت باعث کشف بیشترین تعدادِ بقایای کشف شده از نئاندرتال ها در مناطق شمالی اروپا شد. در این مجموعه 5 تایی، بقایای اسکلتی 4 نوجوان (بالغ) و یک کودک به چشم می خورد که در منطقه Troisième caverne در گویت بلژیک کشف شده اند.

مطالعه متن کامل
تعیین محدودیت های موجود برای ساخت شنل نامرئی

تعیین محدودیت های موجود برای ساخت شنل نامرئی

محققانی از دانشگاه تگزاس در آوستین توانستند محدودیتهای اساسی بر سر عملکرد «شنل نامرئی کننده» را تعیین کنند. این شنل یک فناوری است که اجازه نامرئی شدن ویا تشخیص داده نشدن را به جسمِ درونش در برابر امواج رادیویی، امواج مایکروویو، نور مادون قرمز و نور مرئی می دهد. نظریه محققان تاکید می کند که استفاده از شنل برای پنهان کردن شیء درونش در مقابل یک موج خاص قابل انجام است لیکن پنهان کردن آن در برابر یک محیط پرنور (چراغانی) با طول موجهای مختلف بسیار سخت تر می شود که در این حالت تغییر اندازه شیء باعث تغییر فاکتورها و مشکلات بیشتر هم خواهد شد. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
در هنگام انقراض دایناسورها، پستانداران نیز تقریباً محو شدند

در هنگام انقراض دایناسورها، پستانداران نیز تقریباً محو شدند

بیش از نود درصد از انواع گونه های پستانداران در دوره کرتاسه (66 میلیون سال پیش) توسط همان دلایلی که دایناسورها را ازبین برد، از بین رفتند. این میزان بسیار بیشتر از آن بود که پیش از این تصور می شد. مطالعه ای که توسط محققان مرکز میلنر در دانشگاه بَث انجام شد و در نشریه Evolutionary Biology نیز منتشر گردید، مطرح می کند که همه انواع شناخته شده پستانداران که در انتهای دوره کرتاسه در آمریکای شمالی می زیسته اند، از بین رفته اند. نتایج این مطالعه نشان می دهد که این میزان معادل 93 درصد از انواع موجود در این دوره بوده است. این مطالعه همچنین بیان می کند که این انقراض، بسیار سریعتر از آنچه تصور می شد انجام گرفته است. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
مروری بر عرضه جدیدترین نسخه از بازی ماین کرفت در پلی استیشن 4 و ایکس باکس 1

مروری بر عرضه جدیدترین نسخه از بازی ماین کرفت در پلی استیشن 4 و ایکس باکس 1

دیروز جدیدترین بازیMinecraft برای پلی استیشن 4 عرضه شد و امروز همین بازی برای ایکس باکس 1 رونمایی گردید . هرچند که بین این دو نسخه تفاوت آنچنانی وجود ندارد که بر اساس آن دست به ترجیح یکی بر دیگری بزنیم، اما بیشتر از همه حالت ِشکافتِ صحنه(اسپلیت اسکرین) در اندازه بزرگ این بازی است که می تواند جذاب ترین ویژگی از نظر خانواده ها برای انتخابش باشد.

مطالعه متن کامل
اضافه سازی مایعات به جامدات می تواند جامدات را مستحکم تر و کاربردی تر کند

اضافه سازی مایعات به جامدات می تواند جامدات را مستحکم تر و کاربردی تر کند

کشش سطحی ای که امکان حفظ شکل را به قطرات مایعات می دهد، برای اضافه سازی نیرو به مواد جامد هم قابل استفاده است. مایعات از جامدات نرم تر هستند. بنظر شما این باور درست است که جای دادن قطراتی از یک مایع داخل ماده ای جامد همیشه موجب ضعیف ترشدن آن جامد خواهد شد؟ خب باید گفت خیر! دانشمندان دانشگاه ییل دریافته اند که اگر قطرات مایع مدنظر دقیقا اندازه مناسب را داشته باشند، در واقع موجب مستحکم تر شدن جامد می شوند. یافته های این دانشمندان می تواند مسیر را برای ساخت نوعی مواد کامپوزیتی هموار سازد که از مایعات برای قابلیت افزوده الکتریکی یا اپتیکی در آنها بهره گرفته شود و در عین حال خللی در مقاومت آنها وارد نیاید. راز این کار در کشش سطحی مایع نهفته است که علی رغم اندازه قطرات مایع به صورت اولیه خود باقی می ماند.

مطالعه متن کامل
ربات های سرسختی که حتی اگر دست و پایشان را از دست بدهند به کارشان ادامه می دهند!

ربات های سرسختی که حتی اگر دست و پایشان را از دست بدهند به کارشان ادامه می دهند!

درست است که می توان ربات هایی طراحی کرد که سریعتر و قوی تر از جانوران باشند، اما به ندرت می توان رباتی را یافت که پس از صدمه دیدن، مثل جانوران حیات وحش بتواند در مدت کوتاهی با شرایط جدید کنار آید. جانوران دائماً خود را با شرایط جدید وفق می دهند تا بتوانند به حیاتشان ادامه دهند. پژوهشگرانی از کشورهای فرانسه و آمریکا، در حال ساخت ربات هایی هستند که می توانند حتی پس از آسیب دیدگی جدی به کار خود ادامه دهند.

مطالعه متن کامل
محققان برای کشف رموز توانایی های ردیابی شیرهای ساحلی، سبیل های مصنوعی ابداع کردند

محققان برای کشف رموز توانایی های ردیابی شیرهای ساحلی، سبیل های مصنوعی ابداع کردند

مطالعه ای جدید که در ام آی تی انجام شده است توانایی شیرهای ساحلی را برای حس و تعقیب کردن طعمه با صحت بالا مورد بررسی قرار داده است .این تحقیق شامل ساخت نسخه ای مقیاس بزرگ از آنتن های کوچک بوده و نتایج حاصل از آن برای سنسورهای انسان ساخته مفید می باشد.

مطالعه متن کامل
پنجره های هوشمند با قابلیت تنظیم، جهت حفظ حریم شخصی و عبور دادن نور

پنجره های هوشمند با قابلیت تنظیم، جهت حفظ حریم شخصی و عبور دادن نور

فرض کنید جهت محرمانه ساختن بیشتر فضای اطراف خود امکان تنظیم تاری پنجره ها را داشته باشید یعنی مشابه همان وضعی که با بهره گیری از پرده کرکره می توان ورود نور را بدرون فضا کم و زیاد کرد. اخیرا مهندسان متوجه فرصت بزرگی شده اند که پنل های شیشه ای دفاتر و منازل بدین منظور در اختیار قرار می دهند. بدین ترتیب، به عنوان مثال اگر بتوان میزان نورعبوری از میان شیشه طی روز را تنظیم کرد، آنگاه اتکا به دستگاه های تهویه هوا که انرژی زیادی را هم مصرف می کنند کمتر خواهد شد.

مطالعه متن کامل