كيف تنتج الشعاب المرجانية حمض ضروري للتمثيل الغذائي؟

توصلت دراسة دولية تزعمتها جامعة الملك عبد الله للعلوم والتكنولوجيا «كاوست»، إلى حل لغز هام حير العلماء لفترات طويلة، وهو كيفية إنتاج الشعاب المرجانية من جنس «أكروبورك AcroporaK» للحمض الأميني الهام، المعروف باسم «السيستين». والسيستين هو حمض أميني يستخدم في عمليات بيولوجية متعددة، بما في ذلك التمثيل الغذائي وتخليق البروتين، وفي الحيوانات، يتم التخليق الحيوي له عبر مسار تحويل الكبريت، مع إنزيم السيستاثيونين سينسيز (CBS) كلاعب رئيسي.
ومع ذلك، أشارت الأبحاث السابقة إلى أن جين هذا الإنزيم، قد فقد في الشعاب المرجانية من جنس «أكروبورك»، وهو ما أثار حيرة العلماء، حول كيفية إنتاجها لـ«السيستين»، وكان الاقتراح هو أن هذه الشعاب المرجانية لا تستطيع إنتاج «السيستين» بنفسها، وكان عليها الاعتماد على العلاقات التكافلية مع الطحالب للحصول عليه، وهو ما نفاه الفريق البحثي من كاوست في الدراسة المنشورة أمس «الجمعة» بدورية «ساينس أدفانسد».
ويقول أوكتافيو سالازا، الباحث الرئيسي بالدراسة في تقرير نشره الموقع الإلكتروني لكاوست، بالتزامن مع نشر الدراسة، «هدفنا الأساسي لم يكن البحث عن التخليق الحيوي للسيستين في شعاب (أكروبورا)، ولكن كنا ننتج جينوماً عالي الجودة لها
كمورد جيني قيم للأبحاث المستقبلية، ومع اكتمال الجينوم عالي الدقة، قررنا دراسة ما إذا كان جين إنزيم (السيستاثيونين سينسيز) مفقوداً لديها بالفعل».
لم يتمكن سالازار وفريقه من العثور على أي علامة على الجين في المكان الذي كان من المفترض أن يكون فيه، لكنه وزملاءه لم يكونوا مقتنعين بأن المرجان ليس لديه طريقة أخرى لتخليق السيستين.
ويقول سالازار: «لقد بدأت البحث في الجينوم عن الجينات المشفرة للإنزيمات التي تبدو مشابهة لتلك الموجودة في مسارات التخليق الحيوي المعروفة للسيستين، مثل تلك الموجودة في الفطريات والبكتيريا، ولقد فوجئت تماماً بالعثور على إنزيمين في المرجان لهما أوجه تشابه مع مسار تخليق حيوي بديل للسيستين تم تحديده مؤخراً في الفطريات».
ولتأكيد أن الإنزيمات المشفرة بواسطة هذه الجينات المرجانية يمكن أن تصنع السيستين في الجسم الحي، استخدم الباحثون الخميرة بعد إحداث طفرات سلبتها القدرة على تخليق السيستين، وأعطوها جينات الشعاب المرجانية (أكروبورك)، فبدأت في إنتاج السيستين.
ويقول مانويل أراندا، الباحث المشارك في الدراسة، «سيكون جينوم (أكروبورك) الخاص بنا ذا قيمة كبيرة للدراسات المستقبلية، ومن يدري؟ فقد يكشف عن تفاصيل أخرى غير متوقعة».