EDTA preserves high molecular weight DNA across tissues of diverse species stored at room temperature for more than five years
تُظهر هذه الدراسة أن التخزين طويل الأمد لعينات الأنسجة المتنوعة في محلول EDTA في درجة حرارة الغرفة يحافظ على الحمض النووي عالي الوزن الجزيئي بشكل أكثر فعالية من الإيثانول أو الاستخلاص الطازج، على الرغم من تسببه في بعض التحلل النسيجي، بينما تكشف أيضاً أن الطافي الناتج عن الـ EDTA نفسه يعد مصدراً قيماً للحمض النووي الجينومي القابل للاسترداد.
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي لبحث مسبق لم يخضع لمراجعة الأقران. وهو ليس نصيحة طبية. لا تتخذ أي قرارات تتعلق بصحتك بناءً على هذا المحتوى. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
في عالم الأبحاث البيولوجية، غالبًا ما تكون جودة المادة الوراثية هي الفارق بين الحصول على إجابة واضحة وبين الوصول إلى طريق مسدود. يحتاج العلماء في كثير من الأحيان إلى خيوط طويلة وغير منقطعة من الحمض النووي (DNA) لتجميع الجينومات المعقدة أو لقراءة الشفرة الوراثية بدقة عالية. تُعرف هذه الخيوط الطويلة باسم الحمض النووي عالي الوزن الجزيئي. ومع ذلك، بمجرد موت الحيوان، تبدأ خلاياه في التحلل، وتبدأ الإنزيمات الموجودة طبيعيًا في الجسم في تقطيع هذه الخيوط الطويلة إلى قطع صغيرة عديمة الفائدة. ولإيقاف هذا التحلل، يقوم الباحثون عادةً بتجميد العينات في النيتروجين السائل أو في درجات حرارة منخفضة للغاية. وبينما تعمل هذه الطريقة بشكل مثالي، إلا أنه غالبًا ما يكون من المستحيل الحفاظ عليها في المواقع الميدانية النائية حيث تندر الطاقة وتكون المعدات ثقيلة. ولعقود من الزمن، اعتمد العلماء على نقع عينات الأنسجة في الكحول للحفاظ عليها في درجة حرارة الغرفة، لكن هذا النهج ينطوي على عيب خفي: فبمرور سنوات عديدة، غالبًا ما يفشل الكحول في الحفاظ على الحمض النووي سليمًا بما يكفي للتحليلات الحديثة عالية التقنية.
وضع فريق من الباحثين هدفًا لاختبار سائل مختلف وأبسط تم تجاهله إلى حد كبير للتخزين طويل الأمد: وهو محلول من مادة "EDTA". إن الـ EDTA مادة كيميائية شائعة توجد في كل شيء، من المواد الحافظة للأغذية إلى مستحضرات العناية بالشعر، وهي معروفة بقدرتها على الارتباط بالأيونات المعدنية التي تساعد الإنزيمات المدمرة على العمل. تساءل الباحثون عما إذا كان نقع أنسجة الحيوانات في هذا المحلول لسنوات، دون أي تبريد، يمكن أن يحمي خيوط الحمض النووي الطويلة بشكل أفضل من طريقة الكحول القياسية. لقد جمعوا عينات من خمسة حيوانات مائية مختلفة تمامًا، بما في ذلك دودة المحار، وداء البحر (الاستاكوزا)، والجراد (الكركند)، وسمكة، ومحار صلب القشرة. وضعوا قطعًا من الأنسجة من كل حيوان في حاويتين منفصلتين: إحداهما مليئة بالإيثانول بنسبة 95 بالمائة، والأخرى تحتوي على تركيز محدد من محلول EDTA معدل ليكون ذا أس هيدروجيني (pH) مرتفع. تركوا هذه الحاويات موضوعة على رف في درجة حرارة الغرفة، وفي الظلام، لأكثر من خمس سنوات.
وعندما حان الوقت لفحص النتائج، كان الفرق بين الطريقتين صارخًا. استخلص الباحثون الحمض النووي من الأنسجة المحفوظة وقاسوا عدد الخيوط الطويلة المتبقية. أظهرت العينات المخزنة في محلول EDTA باستمرار نسبة أعلى بكثير من خيوط الحمض النووي الطويلة وعالية الجودة مقارنة بالعينات المخزنة في الكحول. في الواقع، بالنسبة لأربعة من الأنواع الخمسة، احتوت الأنسجة المحفوظة بـ EDTA على خيوط حمض نووي طويلة أكثر حتى من العينات التي تم استخراجها مباشرة بعد جمع الحيوانات، قبل إجراء أي عملية حفظ. وهذا يشير إلى أن EDTA لم يمنع فقط تحلل الحمض النووي بمرور الوقت، بل ربما منع أيضًا بعض الضرر الذي يحدث عادةً أثناء عملية الاستخراج نفسها.
ولعل الاكتشاف الأكثر إثارة للدهشة هو أن الحمض النووي لم يظل محبوسًا داخل النسيج. فمع مرور السنوات، أصبح محلول EDTA نفسه مصدرًا غنيًا للمادة الوراثية. وفي كثير من الحالات، احتوى السائل المحيط بالنسيج على قدر من الحمض النووي الطويل يساوي أو حتى يفوق ما يحتويه النسيج نفسه. وهذا يعني أنه إذا احتاج باحث إلى بيانات وراثية من عينة مخزنة بهذه الطريقة، فقد لا يحتاج حتى إلى قطع النسيج؛ بل يمكنه ببساطة تحليل السائل الذي يسبح فيه. ومع ذلك، جاء هذا السحر الكيميائي بتكلفة مادية؛ فبينما حافظ الكحول على الأنسجة متماسكة وسهلة التعامل، جعل الـ EDTA الأنسجة لينة، رخوة، وفي بعض الحالات، ذائبة تمامًا. لقد تحللت حوالي 30 بالمائة من عينات EDTA لدرجة أنه لم يعد من الممكن التقاط النسيج باستخدام الملاقط.
تخلص الدراسة إلى أنه بالنسبة للعلماء الذين يحتاجون إلى أعلى جودة من الحمض النووي للتحليل الجيني المتقدم والذين يعملون في أماكن تفتقر إلى المجمدات، فإن EDTA يعد خيار تخزين فائقًا طويل الأمد، حتى لو فقد النسيج شكله. يعمل المحلول الحافظ كحارس للشفرة الوراثية، حيث يحافظ عليها سليمة لأكثر من خمس سنوات في درجة حرارة الغرفة. وعلى العكس من ذلك، إذا كانت الأولوية هي الحفاظ على الشكل المادي للعينة لتبدو كحيوان في عرض متحفي، فإن الكحول يظل الخيار الأفضل. يقدم هذا الاكتشاف حلاً عمليًا ومنخفض التقنية للحفاظ على الإرث الجيني للأنواع في الميدان، مما يضمن بقاء خيوط مخطط الحياة الدقيقة والطويلة سليمة في رحلتها من المحيط إلى المختبر.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.