راز زندگی جاودانه عروس دریایی چیست؟

گروه‌هایی از چترهای کوچک نیمه‌شفافی که هریک به اندازه یک دانه عدس است، در آب‌های دریای مدیترانه شناور هستند. این عروس‌های دریایی مینیاتوری که با نام «توریتوپسیس دوهنی» شناخته می‌شوند، با شاخک‌های رنگ‌پریده خود در آب حرکت می‌کنند و مانند بسیاری از سایر گونه‌های عروس‌های دریایی که در آب‌های درخشان شناور هستند، از پلانکتون‌ها تغذیه می‌کنند.

اما این عروس‌های دریایی جاودانه (Turritopsis dohrnii)، رازی دارند که آن‌ها را از موجودات دریایی معمولی متمایز می‌کند: وقتی بدن آن‌ها آسیب می‌بیند، عروس‌های دریایی بزرگسال که «مدوسا» نامیده می‌شوند، می‌توانند زمان را به عقب برگردانند و دوباره جوان شوند. آن‌ها اندام‌های خود را دور می‌ریزند، به حباب شناوری تبدیل می‌شوند و درنهایت به شکل پولیپ درمی‌آیند که زائده‌ شاخه‌داری است که به سنگ‌ها یا گیاهان می‌چسبد. به‌تدریج، بار دیگر مدوسا از پولیپ جوانه می‌زند.

درحالی‌که شکارچی یا جراحت می‌تواند T. dohrnii را بکشد، این جانور براثر پیری نمی‌میرد. آن‌ها عملاً جاودانه هستند.

در مقاله‌ای که در مجله‌ی PNAS منتشر شده است، دانشمندان در جست‌وجوی ژن‌های کنترل‌کننده این فرایند، ژنوم عروس دریایی را بررسی کرده‌اند. پژوهشگران با بررسی ژن‌های فعال در مراحل مختلف چرخه زندگی عروس دریایی، جوان‌شدن مجدد این موجود را مورد مطالعه قرار دادند.

جمع‌آوری عروس‌های دریایی برای مطالعه ژنوم آن‌ها دشوار است. فقط یک دانشمند به نام شین کوباتو در دانشگاه کیوتو در ژاپن توانسته است یک کلنی از این جانوران را در آزمایشگاه به مدت طولانی حفظ کند. ماریا پاسکال تورنر، دانشمندی که عروس‌های دریایی را مطالعه می‌کند، گفت: «آن‌ها ازنظر زندگی در آکواریوم حساس هستند. از طرف دیگر، آن‌ها بسیار کوچک هستند و این امر شناسایی و نمونه‌برداری از آن‌ها را در محیط طبیعی دشوار می‌سازد.»

دکتر پاسکال تورنر و همکارش برای به دست آوردن مواد کافی برای مقاله جدید با یک ون مسافرتی مجهز به ساحلی در ایتالیا رفتند و برای جمع‌آوری عروس‌های دریایی غواصی کردند. آن‌ها سپس به سرعت به آزمایشگاه برگشتند.

پژوهشگران با توالی‌یابی ژنوم این موجودات متوجه شدند این عروس دریایی نسخه‌های اضافی از برخی از ژن‌ها را دارد. بنابراین تصور کردند که این ژن‌ها ممکن است برای بقای این موجودات مهم باشند. پژوهشگران ژن‌های مضاعف‌شده متعددی را در آن‌ها پیدا کردند. ازجمله ژن‌هایی که مضاعف شده بودند، ژن‌هایی بودند که از DNA محافظت و آن را ترمیم می‌کنند (DNA اغلب همگام با افزایش سن آسیب می‌بیند).

به‌منظور تحریک جوان‌سازی مجدد، پژوهشگران عروس‌های دریایی را با قرار دادن در وضعیت‌هایی مانند گرسنگی دچار استرس کردند. وقتی مدوساها به شکل گلوله‌های کوچکی جمع و کوچک شدند و شروع به بازسازی بدن بالغ خود کردند، دانشمندان بررسی کردند که در هر مرحله از رشد چه ژن‌هایی فعال بودند. آن‌ها در هر مرحله چند عروس دریایی را گرفتند، آن‌ها را منجمد کردند و به‌منظور استخراج mRNA و پی بردن به این مسئله که کدام ژن‌ها برای تولید پروتئین مورد استفاده قرار می‌گیرند، آن‌ها را به حالت پودری درآوردند.

دانشمندان می‌خواستند بررسی کنند که آیا وقتی عروس‌های دریایی متحول می‌شوند، ژن‌های مرتبط با ذخیره‌سازی DNA تغییر می‌کند. در عروس‌های دریایی بزرگسال، این ژن‌ها فعال بودند یا در سطوح بالایی بیان می‌شدند، یعنی برای ساخت پروتئین‌ها استفاده می‌شدند. اما با بازگشت حیوانات به مرحله‌ی پولیپ، این ژن‌ها خاموش‌ شدند و پروتئین‌های آن‌ها به پایین‌ترین سطح خود رسید.

ژن‌های مرتبط با پرتوانی یا توانایی سلول برای رشد به اشکال توسعه‌یافته‌ی مختلف، برعکس این کار را انجام دادند. آن‌ها در بزرگسالان خاموش بودند، اما وقتی عروس دریایی بدن خود را شکست و شروع به بازسازی آن کرد، وارد عمل شدند. با کامل شدن فرایند، ژن‌های مرتبط با پرتوانی به حالت خفته بازگشتند.

دکتر پاسکال تورنر گفت آن‌چه این مسئله نشان می‌دهد این است که یک DNA به‌طور معمول در حالت ذخیره‌ قرار دارد، در جریان این تحول از حالت خفتگی خارج می‌شود و ژن‌هایی که موجب بازتنظیم سلول‌ها می‌شوند، فعال می‌شوند.

ماریا میگلیتا، استاد زیست‌شناسی دریا در دانشگاه تگزاس A&M در گالوستون که T. dohrnii را مطالعه می‌کند، گفت یافته‌های این مقاله آن‌چه را که گروه او در مطالعه مشابهی در سال گذشته مشاهده کردند، تأیید می‌کند. تیم او دریافت که ژن‌های مرتبط با ترمیم و محافظت از DNA در جوان‌سازی مجدد عروس دریایی نقش دارند.

هر دو مجموعه پژوهش‌ نشان می‌دهند که این موضوع که ژن‌های عروس دریایی چه موقع و تا چه حد بیان می‌شوند، درست همان‌قدر اهمیت دارد که خود ژن‌ها در بخشیدن حیات جدید به بدن پیر اهمیت دارند. به‌عبارت‌دیگر، ژن خاصی برای جاودانگی وجود ندارد، اما مطمئناً رویه‌ای برای آن وجود دارد.

پژوهشگران امیدوار هستند دانش بیشتری درمورد این فرایند به دست آورند. اگر پروتئین‌های ذخیره به گونه‌ای تنظیم شوند که فعال بمانند، آیا عروس دریایی می‌تواند از نو شروع کند؟ یا آیا مانند بقیه موجودات به دام می‌افتد و در مسیری پیری حرکت می‌کند؟

اگرچه، بعید است که بتوانیم از فرایندی که در T. dohrnii وجود دارد، استفاده کنیم. دکتر پاسکال تورنر گفت: «هدف ما پیدا کردن فرمول جاودانگی انسان نیست. عروس دریایی با انسان فرق دارد. این فرایند مربوط به یک یا چند ژن نیست، بلکه مکانیسم همه جانبه‌ای را شامل می‌شود.»

این موضوع که آیا فرایندهایی که در T. dohrnii مشاهده می‌شود، معادلی را در بدن انسان دارد، سوالی بی‌پاسخی است. اما برای آینده نزدیک، این چشمه جوانی فقط دراختیار عروس دریایی قرار دارد.