المملكة الحيوانية تقطر عمليا بالمخاط.
البرمائيات والقواقع و الرخويات بعض أشهر أساتذة المخاط ، ولكن حتى الكائنات الدقيقة الأكثر عزلة يمكن أن تتسبب في نضح الوحل من وقت لآخر.
في جنسنا البشري ينتج المخاط في الفم والأنف والحنجرة والرئتين والأمعاء وعنق الرحم والمسالك البولية ، كل ذلك لأغراض مختلفة.
ومع ذلك ، فإن أصل الوحل في العالم يعد لغزًا.
على الرغم من أوجه التشابه العديدة بين المخاط ، فقد تطورت العديد من الأشكال بالتوازي وليس بطريقة متفرعة تشبه الأشجار.
عبر الغدد وبين الثدييات ، وجدت دراسة صغيرة أن العديد من جينات المخاط لا تشترك في الواقع في سلف مشترك.
هذا أمر غير معتاد لأن معظم الجينات ذات الوظائف المتشابهة تأتي من جين موروث مشترك ينتقل من جيل إلى جيل لأنه يمنح فوائد البقاء على قيد الحياة.
حتى في جنسنا البشري ، تنتمي الجينات التي ترمز لبروتينات المخاط إلى عدة عائلات. يفرز أحدهما بروتينات مخاطية مكونة للهلام ، بينما ينتج الآخر بروتينات مخاطية مرتبطة بغشاء الخلية. هناك أيضًا جينات “يتيمة” ترمز إلى إنتاج المخاط والتي لا تتطابق تمامًا مع أي مكان آخر.
كل من هذه السلالات المميزة ربما تطورت بشكل مستقلويعتقد الباحثون الآن أنهم اكتشفوا من أين أتوا.
من خلال مقارنة الجينات المشفرة للمخاط ، والمعروفة باسم جينات الميوسين ، عبر 49 نوعًا من الثدييات ، وجد الفريق أن البروتينات غير المخاطية يمكن أن تتطور إلى بروتينات مخاطية لزجة عند إضافة سلاسل قصيرة متكررة من الأحماض الأمينية (اللبنات الأساسية للبروتينات) مرة أخرى.
من بين جميع جينات الميوسين التي تمت دراستها ، تم عد هذه التكرارات العشوائية 15 مرة مختلفة.
بعبارة أخرى ، تميل بعض الجينات في الثدييات التي ترمز لبروتينات غير موسينية إلى الالتصاق بمرور الوقت. هذه البروتينات غنية بالحمض العضوي برولين هم الأكثر احتمالا لأن يتحولوا إلى لزج مع الأجيال ، وفقا لمؤلفي الدراسة الحالية.
“لا أعتقد أنه كان معروفًا قبل أن تتطور وظيفة البروتين بهذه الطريقة ، من اكتساب بروتين متواليات متكررة ،” قال عالم الأحياء التطوري عمر كوكومين من جامعة بوفالو.
“Une protéine qui n’est pas une mucine devient une mucine simplement en gagnant des répétitions. C’est un moyen important par lequel l’évolution crée de la boue. C’est une astuce évolutive, et nous documentons maintenant que cela se produit مرارا وتكرارا.”
صادف المؤلفون اكتشافهم بالصدفة أثناء دراستهم لعاب الإنسان. خلال التجارب ، لاحظوا أن جينًا معينًا من الميوسين في البشر أظهر تشابهًا مع جين آخر شوهد في الفئران.
لكن عندما حاولوا العثور على أصل مشترك ، فشلوا.
يبدو أن جين الميوسين في الفئران قد تطور بشكل مستقل ، على الرغم من أن جزءًا من الجين يشترك في بنية تُرى في الجينات المسؤولة عن الدموع البشرية ، والتي لا تعتبر مخاطًا.
“نعتقد أنه بطريقة ما ينتهي الأمر بإعادة استخدام هذا الجين المسيل للدموع ،” يشرح جوككومين.
“إنه يكتسب تكرارًا يمنح وظيفة mucin ، ويتم التعبير عنه الآن بكثرة في لعاب الفئران والجرذان.”
إذا كان Gokcumen وزملاؤه على صواب ، فإن نتائجهم تقدم للعلماء آلية جديدة للتطور الجيني – تشكيل وظيفة جينية جديدة دون العملية المعتادة لحدث الازدواج الجيني.
هذه السلسلة المتوازية من الطفرات في الجينات غير ذات الصلة والتي تؤدي إلى نفس الوظيفة هي مثال على تطور متقاربة (حيث يشكل الضغط الانتقائي نفس الوظيفة من أصول بيولوجية غير ذات صلة ، مثل أجنحة الخفافيش والطيور) التي تحدث على المستوى الجيني.
“إذا استمرت هذه الفطريات في التطور من غير الميوسينات مرارًا وتكرارًا في أنواع مختلفة في أوقات مختلفة ، فهذا يشير إلى وجود نوع من الضغط التكيفي يجعلها مفيدة ،” يشرح بيتار باجيك ، عالم الوراثة التطورية من جامعة بافالو.
“وبعد ذلك ، على الطرف الآخر من الطيف ، ربما إذا خرجت هذه الآلية عن القضبان – حدثت كثيرًا أو في الأنسجة الخاطئة – فربما يمكن أن تؤدي إلى أمراض مثل بعض أنواع السرطان أو أمراض الغشاء المخاطي.”
في حين أن دراسة المخاط قد لا تبدو وكأنها أكثر المساعي العلمية سحرية ، إلا أنها بالكاد محاولة لاستنشاقها.
تم نشر الدراسة في تقدم العلماء.