فريق دولي يضم أستاذ بالجامعة يكشف عن أول كائن حي بدون الحمض النووي الخاص بتوليد الطاقة

اكتشف فريق دولي من الباحثين يضم أحمد مصطفى، الأستاذ المشارك في قسم الأحياء بالجامعة الأمريكية بالقاهرةK أول كائن حي بدون الحمض النووي الخاص بالميتوكوندريا وهي الأجزاء المسئولة عن توليد الطاقة داخل الخلايا. هذا الكائن حقيقي النواة هو طفيلي الأميبوفريا dinoflagellate Amoebophrya ceratii وتم استخلاصه من خلايا متواجدة في العوالق البحرية الموجودة في خليج ماين في منطقة شمال أمريكا. نشرت مجموعة الباحثين هذا الكشف الهام مؤخرا في ورقة بحثية في دورية ساينس أدفانسيس Science Advances.

قاد يوي جون، عالم الأحياء بمعهد ألفريد فيجنر ومركز هيلمهولتز للبحوث القطبية والبحرية، الفريق الدولي والذي يضم باحثين من فرنسا، وألمانيا، وكندا، والمملكة المتحدة، وجمهورية التشيك ومصر. وقام هذا الفريق بدراسة المواد الجينية في هذا الكائن عن كثب. إن الميتوكوندريا هي الأجزاء المسئولة عن توليد الطاقة داخل الخلايا حقيقية النواة، بما في ذلك الخلايا البشرية، وعادة ما يكون لتلك الميتوكوندريا جينومها الخاص. تظهر في الميتوكوندريا الخاصة بالطفيل الأميبوفريا dinoflagellate Amoebophrya ceratii القدرة على إنتاج الطاقة مثل الميتوكوندريا الخاصة بالإنسان، ولكن بدون أي مادة وراثية، كما يشير الفريق في دورية ساينس أدفانسيس.

تمثل هذه الطفيليات جزءً كبيراً من العوالق الموجودة في محيطاتنا ولديها مجموعة واسعة من أنماط الحياة. يستخدم ما يقرب من نصف الأنواع المعروفة من هذه الطفيليات التمثيل الضوئي مثل النباتات، بينما تتوجد أنواع أخرى مفترسة أو تتغذى على أشكال مختلفة من المواد الغذائية. قام الفريق مؤخراً بإلقاء نظرة فاحصة على واحدة من المواد الجينية لهذه الطفيليات – ودهشوا باكتشافهم، حيث وجدوا أن الطحالب الطفيلية من سلالةdinoflagellate  قامت بتنظيم موادها الجينية بطريقة غير مسبوقة، وتملك قدرة على انتاج الطاقة- بدون الحمض النووي.

يقول مصطفى "نأمل أن تساعدنا تلك النتائج التي توصلنا إليها في فهم تطور سلالة dinoflagellate وأقاربها. سيكون هذا أمرا مثيرا للاهتمام لأن أقارب هذه السلالة تشمل طفيليات أخرى والممرضات التي تسبب أمراضا مثل الملاريا."

كما يقول مصطفى "يمكن أن يكون لعملنا أيضًا تأثيرا طبيا فيما يتعلق بالأمراض المرتبطة بالميتوكوندريا. في خلايانا، يوجد حمضا نوويا في النواة وفي الميتوكوندريا. في النواة، يكون الحمض النووي أكثر حماية، وحتى لو تعرض لضرر، فهناك آلية تعمل على إصلاح الحمض النووي التالف. من ناحية أخرى ، في الميتوكوندريا، لا توجد آلية إصلاح من هذا القبيل، وبالتالي فإن تراكم الطفرات غير المعالجة في الحمض النووي للميتوكوندريا يؤدي إلى أمراض، بما في ذلك، وعلى سبيل المثال لا الحصر، الأمراض التنكسية العصبية واعتلال عضلة القلب والسرطان والاضطرابات المرتبطة بالشيخوخة. تزيد النتائج التي توصلنا من إمكانية النظر في نقل الحمض الميتوكوندريا النووي إلى النواة لتأسيس الميتوكوندريا دون الحمض النووي كحل علاجي محتمل للأمراض المرتبطة بالميتوكوندريا."

بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تقدم هذه النتائج رؤى جديدة للتاريخ التطوري للميتوكوندريا والصانعات الخلوية.

اكتشف الباحثون في الأصل موضوع دراستهم داخل خلايا dinoflagellate الأخرى من سلالة ألكساندريوم، والتي سميت على اسم الإسكندرية في مصر، حيث تم اكتشافها لأول مرة في الستينيات، وتميل إلى تكوين طحالب سامة.

في بعض الحالات، تغطي مساحات كبيرة من هذه الكائنات وحيدة الخلية سطح الماء وتنتج الساكسيتوكسين وهو سم عصبي يمكن أن يمثل خطورة على البشر. ولكن هناك أيضًا طفيليات يمكنها الحد من هذه الخطورة، مثلAmoebophrya ceratii  ، محل بحث مجوعة فريق العمل الدولي.