Transferul genelor printre specii a accelerat evoluţia

Avem gene şi de la alte specii.

Cercetătorii de la Universitatea din Adelaide au arătat că larg răspânditul transfer al genelor între specii a schimbat radical genomul mamiferelor actuale şi a fost un factor important al evoluției.

În unul din cele mai mari studii din lume al aşa numitor „gene săritoare” (jumping genes), cercetătorii au depistat două gene de acest fel mai speciale prin 759 de specii de plante, animale şi ciuperci.

Aceste gene săritoare sunt de fapt segmente mici de ADN, care se pot copia pe ele însăşi peste tot în genom şi sunt cunoscute ca elemente transpozabile.

Vedeţi şi: Prima viaţă pe Pământ: Oamenii de ştiinţă au descoperit o structură proteică capabilă de auto-replicare

Ei au descoperit că transferurile între specii, chiar şi între plante şi animale, au avut loc frecvent pe parcursul evoluției.

Ambele elemente transpozabile pe care le-au urmărit – L1 şi BovB – au intrat în mamifere ca ADN străin.

Aceasta este pentru prima dată când cineva a arătat că elementul L1, important la oameni, a „sărit” printre specii.

„Genele săritoare, mai corect spus retrotranspozabile, se copie şi se lipesc de-a lungul  genomului din cadrul atât a speciei, cât şi din afara ei.

Vedeţi şi: Au fost descoperite primele eucariote fără mitocondrii

Modul cum o fac încă nu este cunoscut, deşi insectele precum căpușele sau țânțarii sau, posibil, virușii, ar putea fi implicaţi aici – deocamdată aceasta este încă o enigmă mare”, spune liderul de proiect profesorul David Adelson (en), director al centrului de Bioinformatică al Universității din Adelaide.

„Acest proces se numește transfer orizontal, diferit de transferul normal dintre părinte-descendent, el a avut un impact enorm asupra evoluției mamiferelor”.

De exemplu, profesorul Adelson afirmă că, 25% din genomul vacilor şi oilor derivă din gene săritoare.

„Priviţi o genă săritoare ca pe un parazit”, spune profesorul Adelson (en).

„Ceea ce are loc în ADN nu este atât de important – important e faptul că ele se introduc în alte genomuri, provoacă rupturi a genelor şi a modului în care ele sunt reglementate”.

În studiul publicat recent în revista Genome Biology, în colaborare cu Muzeul Australian Sudic, cercetătorii au descoperit că transferul orizontal al genei a fost mult mai răspândit decât se credea.

„Elementele L1 erau considerate a fi moștenite numai de la părinte la descendenți”, spune autorul principal Dr. Atma Ivancevic (en), cercetător post-doctoral a Şcolii Medicale de la Universitatea Adelaide.

„Majoritatea studiilor au analizat doar o număr mic de specii şi nu au găsit nici un fel de dovezi de transfer.

Noi am examinat aşa de multe specii cât am putut.”

Elementele L1 la om au fost asociate cu cancerul şi tulburările neurologice. Cercetătorii afirmă că, înțelegerea moștenirii acestui element este important pentru a perceperea evoluției bolilor.

Cercetătorii au descoperit că L1-urile sunt abundente în plante şi animale, deşi în ciuperci apar  doar sporadic.

Dar, rezultatul cel mai surprinzător a fost lipsa L1 la două specii de mamifere cheie – la monotremele australiene (ornitorincul şi echidna) – sugerând că gena a intrat pe calea evolutivă a mamiferelor după divergenţa de la monotreme.

„Noi credem că intrarea L1-urilor în genomul mamiferelor a fost factorul principal al evoluției lor rapide în ultimii 100 de milioane de ani”, spune profesorul Adelson (en).

De asemenea, echipa a analizat şi transferul elementelor BovB între specii.

BovB este o genă săritoare mult mai tânără: pentru prima oară ea a fost descoperită la vaci, dar de atunci s-a dovedit că sare printr-o gamă bizară de animale,ce include reptilele, elefanții şi marsupialele.

Cercetarea anterioară, condusă de profesorul Adelson, a constatat că căpușele au fost cei mai probabili intermediari ai transferului BovB printre specii.

Noua cercetare a extins analiza, pentru a constata că BovB s-a transferat la o scară mult mai largă decât se anticipase anterior.

BovB a fost transferat cel puţin de două ori între broaşte şi lilieci, iar potențialele noi specii purtătoare includ, ploșnițele de pat, lipitorile şi lăcustele.

Echipa consideră că studierea insectelor va ajuta la găsirea mai multor dovezi ale transferului printre specii.

De asemenea, ei au intenția să studieze alte gene săritoare şi să examineze posibilitatea purtătorilor acvatici, cum ar fi viermii de mare şi nematozii.

„Chiar dacă lucrarea noastră recentă a implicat analiza genomilor de la peste 750 de specii, noi am început abia pe de asupra să examinăm transferul orizontal al genelor”, spune profesorul Adelson (en).

„Există multe alte specii de investigat şi alte tipuri de gene săritoare”.