مارماهی برقی، عامل تسهیل‌کننده انتقال ژن در محیط‌زیست

پژوهشگران با استفاده از تخلیه الکتریکی اندامی یک مارماهی توانستند ژن نوزادان گورخرماهی را تغییر دهند.

مارماهی برقی یا الکتریکی، با نام علمی Electrophorus electricus، یک ماهی گوشتخوار است که برخلاف نامش یک مارماهی نیست، بلکه به خانواده کاردماهی‌ها تعلق دارد.

آن‌ها را مارماهی برقی می‌نامند، چون بار الکتریکی بسیار زیادی برای فلج‌کردن شکار و فراری‌دادن شکارچیان خود تولید می‌کنند. حالا پژوهشی نشان داده است که جریان الکتریکی مارماهی‌های برقی این پتانسیل را دارد که تکه‌های DNA موجود در آب را وارد سلول ماهی‌های دیگر کند و ژنتیک آن‌ها را تغییر دهد.

به گزارش دیجیاتو، دانشمندان دانشگاه ناگویا در ژاپن به مطالعه این ماهی‌ها پرداخته‌اند. آن‌ها می‌خواستند ببینند که آیا در واقعیت مارماهی‌های برقی می‌توانند فرایند انتقال ژن را در محیط‌های آبی تسهیل کنند یا نه. پتانسیل الکتریکی تخلیه الکتریکی اندامی (EOD - electric organ dischrge) مارماهی برقی می‌تواند به ۸۶۰ ولت برسد. این ولتاژ برای تغییر ژنتیک سلول ماهی‌های نوزاد کافی است.

دانشمندان از مفهومی به‌نام الکتروپوراسیون در مطالعه خود بهره بردند. این تکنیک آزمایشگاهی با استفاده از یک میدان الکتریکی حفره‌هایی موقت در غشای سلولی ایجاد می‌کند. به این ترتیب مولکول‌هایی مانند DNA یا پروتئین می‌توانند وارد سلول هدف شوند.

مارماهی برقی از تخلیه الکتریکی برای احساس، شکار یا دفاع استفاده می‌کند؛ اما احتمالاً به‌طور ناخواسته باعث تسهیل انتقال ژن در محیط‌زیست شود.

مارماهی برقی، عامل تسهیل‌کننده انتقال ژن در محیط‌ زیست

آن‌ها برای آزمایش فرضیه خود، نوزادان گورخرماهی را در آبی شامل DNA سازنده پروتئین فلوئورسنت سبز (GFP) گذاشتند. سپس آن‌ها را در معرض تخلیه الکتریکی اندامی یک مارماهی برقی قرار دادند.

فرضیه دانشمندان این بود که جریان‌های الکتریکی موجود در یک رودخانه می‌توانند روی سلول‌های ارگانیسم‌های نزدیک تأثیر بگذارند و تلفیق DNA‌های محیطی را با سلول‌های آن‌ها تسهیل کنند.

فرایند الکتروپوراسیون چیزی است که عمدتاً درون آزمایشگاه می‌توان آن را دید. اما مارماهی‌های برقی این پتانسیل را دارند که نقش الکتروپوراسیون‌کننده‌هایی را برای انتقال DNA به داخل سلول‌های یوکاریوت ایفا کنند.

با این که مارماهی‌های برقی عمدتاً از تخلیه الکتریکی برای احساس، شکار و حفاظت استفاده می‌کنند، می‌توانند به‌طور ناخواسته به انتقال ژن در محیط‌زیست نیز کمک کنند.

برای مثال، مارماهی‌های برقی در رودخانه آمازون می‌توانند نقش یک منبع قدرت را داشته باشند. ارگانیسم‌های زنده در محیط اطراف، سلول‌های دریافت‌کننده هستند و تکه‌های DNA محیطی آزادشده درون رودخانه، نقش ژن‌های خارجی را ایفا می‌کنند.

در این آزمایش، پنج درصد از نوزادان گورخرماهی علائم انتقال ژن را از خود نشان دادند. این یعنی مارماهی برقی و دیگر جانوران برقی می‌توانند روی تغییرات ژنتیکی طبیعی تأثیرگذار باشند. گرچه جریان الکتریکی آن‌ها با برق ماشین‌هایی که در الکتروپوراسیون استفاده می‌شوند متفاوت است و ولتاژ پایدار ندارند.