زندگی

بازخوانى كتاب حيات انسان

مت ريدلى- ترجمه ع. ملائكه


هر چه بيشتر در مورد ژنوم انسان در مى يابيم، اطلاعاتمان باعث سرافكندگى بيشترمان مى شود. معلوم شده است كه ژنوم انسانى بيش از حد عادى است. ده ها سال است كه مى دانسته ايم انسان ها يك كروموزوم كمتر از شمپانزه ها دارند، امرى كه بايد به اندازه كافى هشداردهنده شمرده مى شد. سال ها است كه دريافته ايم DNA در ملخ ها به ازاى هر سلول ۳ بار بيشتر، در ميگوهاى آب هاى عميق به ازاى هر سلول ۱۰ بار بيشتر و در سمندرها به ميزان حيرت آور به ازاى هر سلول ۴۰ بار بيشتر، نسبت به هر سلول انسانى DNA وجود دارد. اما تا همين چند سال قبل خودمان را گول مى زديم كه با اين وجود ثابت خواهد شد كه انسان ها نسبت به ساير مخلوقات ژن هاى بيشترى دارند كه به طريقه اى پيچيده تر آرايش يافته اند.

چه چيز ديگرى مى تواند وجود مغز بى نظير ما را توضيح دهد؟

ما انسان ها داراى ۲۵ هزار ژن (يا ۲۵ هزار دستورالعمل براى ساخت مولكول هاى پروتئينى) هستيم كه به همان تعداد ژن هاى يك موش، تنها ۶ هزار ژن بيشتر از يك كرم نماتود ذره بينى و ۱۵ هزار ژن كمتر از ژن هاى گياه برنج است. هر چقدر هم كه مغز ما پيچيده باشد، اين وضع در ژن هاى ما بازتاب نمى يابد. اين وضع برخى را به سوى اين نظريه سوق داده است كه ما درباره نقش ژن ها در شكل دادن به مغزمان اغراق كرده ايم.

در واقع اين پديده به ما يادآور مى شود كه دستورالعمل پخت يك غذا چيزى بيش از فهرست مواد و اجزاى مورد نياز است، اينكه اين مواد چگونه پخته شوند هم تعيين كننده است _ و دستورالعمل هايى براى ساختن يك انسان نيز در ژنوم پنهان است _ اما در مابين خود ژن ها. همزمان با رمزگشايى از متن ژن انسان، ژنوم حيوانات ديگر نيز يكى پس از ديگرى در حال شناسايى شدن هستند.

شناسايى ژنوم موش خانگى، موش صحرايى و شمپانزه در جريان است. ژنوم مگس، كرم خاكى و دو نوع ماهى مدتى است رمزگشايى شده اند. كار شناسايى ژنوم مرغ در حال پايان گرفتن است و كانگورو و سگ هم در رديف هاى بعدى قرار دارند. ژنوم هر يك از اين جانوران كتابى بسيار طولانى و در عين حال ملال آور متشكل از الفبايى ۴ حرفى و بدون نقطه گذارى است، كتابى كه در برابر هر ۹۵ بخش بى معنى تنها ۲ بخش معنى دار دارد. كتابى كه مسلماً به عنوان كتاب بالينى مورد مناسبى نيست.

اما مقايسه ژنوم هاى موجودات مختلف آغاز دستيابى به بصيرت هايى مسحور كننده است. براى مثال تفاوتى چشمگير بين حيوانات و گياهان وجود دارد؛ گياهان به داشتن ژن هاى بيشتر گرايش دارند. به نظر مى رسد دو قلمرو گياهان و جانوران در طول تكامل دو رويكرد، به طور بنيادى متفاوتى براى ابداع اختيار كرده اند. هنگامى كه گياهان نياز به صفتى جديد پيدا مى كنند (يا به عبارت صحيح تر، هنگامى كه انتخاب طبيعى به گياهى كه اتفاقاً صفتى جديد را كسب كرده است امتياز مى دهد) اين امر با مضاعف شدن (
duplication) و واگرايى (divergence) ژن ها رخ مى دهد: به اين معنا كه يك نسخه مضاعف شده ژنى قديمى به ژنى جديد تحول مى يابد.

نظر زيست شناسان نيز در مورد چگونگى رخداد تكامل نيز همين است. اما به نظر مى رسد كه جانوران به طريقى متفاوت عمل مى كنند. آنها يك سوييچ جديد، يا يك توالى تشديد كننده (
promoter seqnence) جلوى ژن قديمى اضافه مى كنند، كه بدن را قادر مى كند آن ژن را به مكان متفاوت يا زمان متفاوتى جابه جا كند: در نتيجه همان ژن مى تواند عملى اضافى را انجام دهد. اين سوييچ هم از متن DNA تشكيل مى شود.

شناسايى اين وضعيت به يكى از تحقيركننده ترين اكتشافات مربوط به خوانش ژنوم انسان منجر شد. انسان ها نه تنها از تعداد مشابهى ژن ها مثلاً با موش برخوردارند، بلكه از هر جنبه اى ژن هايشان با ژن هاى موش مشابه است، اما به علت اينكه بسيارى از اين ژن ها، سوييچ هايى اندكى متفاوت دارند، اين ژن ها مى توانند بدن هاى بسيار متفاوت انسان يا موش را ايجاد كنند.

اتفاقاً اين امر بسيار شبيه به طرز عمل نويسندگان است. نويسندگان از مجموعه مشابهى از واژگان با ترتيب هاى متفاوتى براى به جود آوردن كتاب هاى متفاوت استفاده مى كنند، حتى شماره كلمات هم مشابه هستند. براى مثال شكسپير از ۳۱۵۳۴ كلمه متفاوت استفاده مى كرد، گرچه از اين تعداد، ۱۴۳۷۶ كلمه تنها يك بار در آثار او ظاهر شده اند. با حذف اسامى خاص و صورت هاى صرفى مختلف (مثلاً مى داند و مى دانند)، ۴۶۸۶ كلمه باقى مى ماند كه چه در نمايشنامه اى مانند هملت و چه در نمايشنامه اى مانند اتللو مورد استفاده بوده اند.

رايج ترين ۱۰ كلمه در نمايشنامه هملت كلمات
The، and، to، if، I، you، my، a، in و it هستند. به طرز مشابهى مورد استفاده ترين كلمات در نمايشنامه اتللو كلمات I، and، the، to، you، of، my، a، that و in هستند. ژنوم نيز مانند يك نمايشنامه شكسپير از چندهزار بخش قابل تبادل تشكيل شده است، رايج ترين ۱۰ ژن بروز يافته در بدن هاى ما نيز احتمالاً همان ۱۰ ژن شايع بروز يافته در بدن شمپانزه است و بسيارى از اين ژن ها در بدن يك ماهى معمولى هم بروز يافته اند.

مى توان نتيجه گرفت كه احتمالاً به زودى شناخت مجموعه پايه اى ژن هاى مورد استفاده در همه پستانداران، درست مانند تعيين كردن واژگان رايج نمايشنامه هاى شكسپير امكان پذير باشد.

سپس وظيفه شاق كار كردن بر روى تفاوت هاى جزيى در مكان، زمان و ميزان بروز (
expression) اين ژن ها باعث متفاوت شدن گونه هاى جانورى از يكديگر مى شوند، آغاز مى شود.

براى مثال: وجود يك عبارت ۴۰۰ حرفى از متنى تكرارى در ناحيه تشديدكننده يا پروموتور ژن گيرنده هورمون وازوپرسين در موش علفزار باعث تك همسرى در اين جونده مِى شود. اين عبارت نوكلئوتيدى محل بروز اين ژن را در مغز جونده به نحوى تغيير مى دهد كه فعال شدن بخشى از مغز به نام پاليدوم قدامى (
ventral pallidum) را باعث مى شود. اين بخش مغز كه حاوى سلول هاى عصبى مولد دوپامين است مسئول ايجاد رفتار معتادانه است. بنابراين موش علفزار به دنبال جفت گيرى با زوجش از لحاظ اجتماعى به او معتاد مى شود. يا به عبارت ديگر عاشق او مى شود. در موش هاى علفزار فاقد اين عبارت ۴۰۰ حرفى در ژنوم چنين اتفاقى رخ نمى دهد.

انسان ها نيز داراى عبارت نوكلئوتيدى تكرارى متناظرى در همان ناحيه ژنوم هستند، هر چند در ازاى اين بخش در انسان ها كوتاه تر از موش علفزار است. در زمان نگارش اين مقاله، ناحيه متناظر در ژنوم شمپانزه رمزگشايى نشده است، اما پيش بينى من اين است كه اين بخش از بخش متناظر در انسان كوتاه تر است، چرا كه انسان ها معمولاً روابط همسرى درازمدت ايجاد مى كنند، در حالى كه شمپانزه ها فاقد چنين روابطى هستند.

اين مثال را ۱۰ هزار يا ۲۰ هزار برابر كنيد و آن گاه در خواهيد يافت كه چگونه طبيعت انسان از طبيعت شمپانزه يا موش علفزار متفاوت شده است.

اشتباه نكنيد تكميل اين كار تنها از لحاظ نظرى امكان پذير است، اما عملاً اين كار وظيفه اى پايان ناپذير است، زيرا هنگامى كه نسخه انسانى را شناسايى كرديد، مجبور خواهيد بود كه تعيين كنيد چگونه دو انسان با يكديگر متفاوت شده اند. هر يك از اين تفاوت ها باعث مى شود كه شما مجبور شويد اثر اين ۲۵ هزار ژن ديگر در زمينه اى جديد و اثر اين تغييرات را دوباره محاسبه كنيد و همين طور تا بى نهايت. مطابق معمول علم رازها را پايان نمى بخشد بلكه رازهاى جديدى در برابر ما قرار مى دهد.

ProspectMagazine,Jul.2004

پی نوشت:

* مت ريدلى نويسنده كتاب طبيعت از طريق تربيت

(
Nature via Nurture)انتشارات Harper perennial است