Kust saate oma geene?
Ilmne vastus on teie vanematelt, kelle munarakk ja seemnerakud on sulanud, et luua ainulaadne geneetilise materjali kombinatsioon, mis muudab teid, teid. Kuid üllatav uus uurimistöö paneb mutrivõtme sellesse tuntud juttu: Selgub, et inimestes leiduvad suures koguses geneetilist materjali hüppasid millalgi tegelikult ka teised liigid ja see protsess võib olla liikide liikide evolutsioonis peamine liikumapanev jõud inimestele.
Teadlaste sõnul võib idee, et märkimisväärne osa DNA-d siirdub horisontaalselt, mitte vertikaalselt, muuta meie arusaama inimeste ja teiste loomade olukorrast. "See näitab, et see võõras DNA, mis võis pärineda ükskõik kust, võiks kuidagi meisse sattuda ja hakata asju muutma, " ütleb Atma Ivancevic, Austraalia Adelaide'i ülikooli bioinformaatika järeldoktor ja uuringu juhtiv autor. avaldati hiljuti ajakirjas Genome Biology .
Alustame algusest. Esiteks, hüppegeenid pole tegelikult geenid. Nad on ülekantavad geenielemendid, mittekodeeriv geneetiline materjal, mis paikneb geenide vahel. Inimestele pakutakse asju - enam kui pool meie genoomist koosneb ülekantavatest elementidest -, kuid suur osa sellest, mida see tegelikult teeb, on endiselt mõistatus. "Tundub, et selle üks roll on paljuneda nii palju kui võimalik, " ütleb Ivancevic.
Adelaide'i ülikooli juhendaja ja paberil olnud kaasautor David Adelson oli varem avaldanud uurimistöö, milles leiti, et ülekantavad elemendid nimega Bovine-B (BovB) hüppasid ringi niivõrd mitmekesiste loomade seas nagu ninasarvikud, sisalikud ja platypuses. Gigmaga tutvumiseks otsis meeskond BovB-sid ja veel ühte ülekantavat elementi nimega L1 759 looma-, taime- ja seeneliigi genoomides, mille täielikult kaardistatud genoomid olid juba veebis saadaval.
"Tahtsime veel pisut valgust heita ja uurida, kas saaksime aru, miks nad genoomis ringi liiguvad ja kui kaugele nad levida võiksid, " räägib Ivancevic. "Püüdsime otsida sarnaseid elementide vasteid väga kaugete liikide vahel."
Kuna nad teadsid, et BovB elemendid võivad liikide vahel üle kanduda, jälgisid nad esmalt seda tüüpi geneetilist materjali. Nad avastasid mõned kummalised voodikaaslased: mõned BovB-d olid konnade ja nahkhiirte vahel vähemalt kaks korda üle kandnud ning Ivancevic ütleb, et madudest pärit BovB-d moodustasid vähemalt 25 protsenti lehmade ja lammaste genoomist.
Samuti jälgisid nad L1 elemente, mis moodustavad umbes 17 protsenti inimese genoomist ja on Ivancevici sõnul tõenäoliselt palju vanemad kui BovB elemendid. Nad leidsid esimest korda, et ka L1-sid saab horisontaalselt üle kanda: neid leidus paljudes looma- ja taimeliikides ning kõigil imetajatel, keda nad uurisid, välja arvatud harilik kärestik ja ehhidna (ainsad kaks muna munevat imetajat ehk monotreemi) planeet).
See viis meeskonna järeldusele, et ülekantavaid elemente ei olnud monotreemides kunagi olemas - selle asemel peavad nad hüppama 160–191 miljonit aastat tagasi ülejäänud imetajate ühisesse esivanemasse.
Ivancevicil on isegi mehhanism meeles. Kriitiliselt leiti BovB-sid ka kahjurites, näiteks voodilves ja kaanis, samas kui L1-sid leidus veeparasiitides, nagu mere ussid ja austrid. See pani Ivancevici ja tema kolleege uskuma, et ülekantavad elemendid võivad siseneda erinevate olendite DNA-sse, kasutades nende parasiitide või muude verd imevate olendite, näiteks puukide või sääskede, sõidukit.
Ka nahkhiired võiksid rolli mängida. Transponeeritavad elemendid on paljudes puuviljakobarate liikides passiivsed, mis võib olla tingitud asjaolust, et nende putukate toitumine muutis nad horisontaalse geneetilise ülekande suhtes eriti vastuvõtlikuks. Teisisõnu näib, et nahkhiirtel on suurenenud võime sellist tüüpi elemente oma keha sees maha suruda - toimides samal ajal peremeestena, kes suudavad neid teistele liikidele üle kanda.
Mitte, et kõik need ülekantavad elemendid oleksid oma olemuselt halvad. Ivancevic märgib, et kuigi L1 võivad olla seotud vähiga või selliste neuroloogiliste häiretega nagu skisofreenia, võivad platsenta moodustumisel või immuunsussüsteemi abistamisel osaleda ka muud ülekantavad elemendid. "Meil on tõendeid, et nad teevad häid ja halbu asju peaaegu kogemata, " ütleb naine ja lisab, et ka paljud inimeste L1-d on passiivsed. "See on peaaegu nagu genoom üritab neid ära kasutada või vaigistada.
Suurbritannia Plymouthi ülikooli bioloogiateaduste õppejõud Chiara Boschetti, kes uurib horisontaalset geeniülekannet, ütleb, et selline uuring näitab, et see, mida teadlased "rämpsu" elementideks pidasid, võiksid tegelikult mängida olulist rolli geenid. Mõnel juhul võib see mõjutada isegi DNA jaotust või replikatsiooni ning kromosoomide toimimist.
"Ma arvan, et sellel on potentsiaalne võimalus retsipiendi genoomi muutmiseks, " ütleb Boschetti, kes polnud Ivancevici töös osalenud. "On väga tõenäoline, et mõju on olemas." Ta lisab, et uus uurimistöö avab uusi küsimusi, näiteks kui kiiresti need ülekantavad elemendid üle kanduvad ja kui aktiivsed nad genoomides on.
Teadlased on juba ammu teadnud, et geneetilist materjali saab bakterite vahel horisontaalselt edasi anda; sel viisil arenevad nad nii kiiresti välja antibiootikumiresistentsus. Kuid avastus, et seda teevad ka keerukamad organismid, on muutumas üha olulisemaks ja ajendab rohkem uurima geneetilise pärandi kontseptsiooni, ütles ta. "See on omamoodi lahe, " ütleb ta. "See lisab juhuslikku dünaamilist elementi kõigele."
