Από πού παίρνετε τα γονίδιά σας;
Η προφανής απάντηση είναι από τους γονείς σας, των οποίων το ωάριο και το σπέρμα συγχωνεύτηκαν για να δημιουργήσουν τον μοναδικό συνδυασμό γενετικού υλικού που σας κάνει εσείς. Αλλά η εκπληκτική νέα έρευνα ρίχνει ένα κλειδί σε αυτή τη γνωστή ιστορία: Αποδεικνύεται ότι μεγάλες ποσότητες γενετικού υλικού που βρέθηκαν σε ανθρώπους που άλλωστε πήδηξαν από άλλα είδη κάποια στιγμή στο παρελθόν και αυτή η διαδικασία μπορεί να είναι ένας σημαντικός κινητήριος μοχλός εξέλιξης στα ζώα από τα πλατύφυλλα στους ανθρώπους.
Σύμφωνα με τους ερευνητές, η ιδέα ότι μια σημαντική ποσότητα DNA μεταφέρεται οριζόντια και όχι κάθετα θα μπορούσε να αλλάξει την κατανόησή μας για τον τρόπο με τον οποίο οι άνθρωποι και τα άλλα ζώα ήρθαν να είναι. "Αυτό δείχνει ότι αυτό το ξένο DNA που θα μπορούσε να προέλθει από οπουδήποτε θα μπορούσε τελικά να καταλήξει σε εμάς και να αρχίσει να αλλάζει πράγματα", λέει ο Atma Ivancevic, ένας μεταδιδακτορικός ερευνητής στη βιοπληροφορική στο Πανεπιστήμιο της Adelaide στην Αυστραλία και ο κύριος συγγραφέας μιας μελέτης που δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο Genome Biology .
Ας ξεκινήσουμε από την αρχή. Πρώτα απ 'όλα, τα γονίδια πηδώντας δεν είναι πραγματικά γονίδια. Είναι μετασχηματισμένα γονιδιακά στοιχεία, το μη-κωδικοποιητικό γενετικό υλικό που κάθεται μεταξύ των γονιδίων. Οι άνθρωποι είναι γεμάτοι με τα πράγματα - περισσότερο από το ήμισυ του γονιδιώματός μας αποτελείται από μεταφερόμενα στοιχεία - αλλά πολλά από αυτά που κάνει πραγματικά είναι ακόμα ένα μυστήριο. "Ο ένας ρόλος του φαίνεται να είναι να αναπαραγάγει τον εαυτό του όσο μπορεί, " λέει ο Ivancevic.
Ο David Adelson, επικεφαλής του Ivancevic στο Πανεπιστήμιο της Αδελαΐδας και συνάδελφος στο χαρτί, δημοσίευσε έρευνα που διαπίστωσε ότι τα μεταφερόμενα στοιχεία που ονομάζονται Bovine-B (BovB) μεταπήδησαν σε ζώα τόσο διαφορετικά όπως ρινόκεροι, σαύρες και πλατύφυλλα. Για να δούμε τι έγινε, η ομάδα εξέτασε τα BovBs και ένα άλλο μεταφερόμενο στοιχείο που ονομάζεται L1 στα γονιδιώματα 759 ειδών ζώων, φυτών και μυκήτων, των οποίων τα γελονοποιημένα γονιδιώματα ήταν ήδη διαθέσιμα στο διαδίκτυο.
«Θέλαμε να ρίξουμε λίγο περισσότερο φως και να δούμε αν μπορούσαμε να καταλάβουμε γιατί κινούνταν στο γονιδίωμα και πόσο μακριά μπορούσαν να εξαπλωθούν», λέει ο Ivancevic. "Προσπαθήσαμε να αναζητήσουμε παρόμοιες αντιστοιχίες στοιχείων μεταξύ πολύ απομακρυσμένων ειδών".
Δεδομένου ότι γνώριζαν ότι τα στοιχεία BovB μπορούσαν να μεταφέρουν μεταξύ ειδών, παρακολούθησαν πρώτα αυτό το είδος γενετικού υλικού. Ανακάλυψαν κάποιους περίεργους κλητήρες: μερικοί BovBs είχαν μεταφέρει τουλάχιστον δύο φορές μεταξύ βατράχων και νυχτερίδων και ο Ivancevic λέει ότι τα BovBs που προέρχονταν από φίδια αποτελούσαν το 25% τουλάχιστον του γονιδιώματος των αγελάδων και των προβάτων.
Παρακολούθησαν επίσης τα στοιχεία L1, τα οποία αποτελούν περίπου το 17% του ανθρώπινου γονιδιώματος και είναι κατά πάσα πιθανότητα πολύ μεγαλύτερα από τα στοιχεία BovB, σύμφωνα με τον Ivancevic. Βρήκαν για πρώτη φορά επίσης ότι τα L1s θα μπορούσαν να μεταφερθούν οριζόντια: υπήρχαν σε πολλά ζωικά και φυτικά είδη και όλα τα θηλαστικά που εξέταζαν εκτός από το platypus και το echidna (τα μόνα δύο θηλαστικά ωοτοκίας ή monotremes ζωντανά ο πλανήτης).
Αυτό οδήγησε την ομάδα να καταλήξει στο συμπέρασμα ότι τα μεταφερόμενα στοιχεία πιθανότατα δεν ήταν ποτέ παρόντα σε μονότρεμους - αντ 'αυτού, έπρεπε να πηδήξουν σε έναν κοινό πρόγονο των υπόλοιπων θηλαστικών μεταξύ 160 και 191 εκατομμυρίων ετών πριν.
Ο Ivancevic έχει ακόμη και έναν μηχανισμό. Ουσιαστικά, τα BovBs βρέθηκαν επίσης σε παράσιτα, όπως σκνιά κρεβατιών και βδέλλες, ενώ τα L1 βρέθηκαν σε υδρόβια παράσιτα όπως τα θαλάσσια σκουλήκια και τα στρείδια. Αυτό οδήγησε τον Ίτσενβιτς και τους συναδέλφους του να πιστεύουν ότι τα μεταφερόμενα στοιχεία μπορούν να εισέλθουν στο DNA διαφόρων πλάσματα χρησιμοποιώντας αυτά τα παράσιτα ή άλλα πλάσματα που απορροφούν το αίμα, όπως κρότωνες ή κουνούπια, ως τα οχήματά τους.
Οι νυχτερίδες, επίσης, θα μπορούσαν να διαδραματίσουν κάποιο ρόλο. Τα μεταφερόμενα στοιχεία είναι ανενεργά σε πολλά είδη καρπών με νυχτερίδες, γεγονός που μπορεί να οφείλεται στο γεγονός ότι η διατροφή τους από έντομα τις έκανε ιδιαίτερα ευαίσθητες στην οριζόντια γενετική μεταφορά. Με άλλα λόγια, οι νυχτερίδες φαίνεται ότι έχουν αναπτύξει μια αυξημένη ικανότητα να καταστέλλουν αυτά τα στοιχεία μέσα στο σώμα τους - ενώ παράλληλα ενεργούν ως ξενιστές που μπορούν να τα μεταφέρουν σε άλλα είδη.
Όχι ότι όλα αυτά τα μεταφερόμενα στοιχεία είναι εγγενώς κακά. Ο Ivancevic σημειώνει ότι ενώ οι L1s μπορεί να σχετίζονται με καρκίνο ή νευρολογικές διαταραχές όπως η σχιζοφρένεια, άλλα μεταφερόμενα στοιχεία μπορεί επίσης να εμπλέκονται στον σχηματισμό του πλακούντα ή να βοηθούν το ανοσοποιητικό σύστημα. "Έχουμε αποδείξεις ότι κάνουν καλά και κακά πράγματα, σχεδόν τυχαία", λέει, προσθέτοντας ότι πολλά L1s στον άνθρωπο είναι επίσης ανενεργά. «Είναι σχεδόν σαν το γονιδίωμα να προσπαθήσει να τα χρησιμοποιήσει ή να τα σιωπά με τα δικά του αποτελέσματα».
Η Chiara Boschetti, λέκτορας βιολογικών επιστημών στο Πανεπιστήμιο του Plymouth στο Ηνωμένο Βασίλειο, που μελετά την οριζόντια γονιδιακή μεταφορά, λέει ότι αυτό το είδος μελέτης δείχνει ότι όσοι επιστήμονες θεωρούσαν «σκουπίδια» μπορούσαν να διαδραματίσουν ουσιαστικούς ρόλους στη λειτουργία ή τη ρύθμιση γονίδια. Σε ορισμένες περιπτώσεις, μπορεί να επηρεάσει ακόμη και τον τρόπο με τον οποίο το DNA διαιρείται ή αντιγράφεται και πώς λειτουργούν τα χρωμοσώματα.
"Νομίζω ότι έχει το ενδεχόμενο να αλλάξει το γονιδίωμα του λήπτη", λέει ο Boschetti, ο οποίος δεν συμμετείχε στο έργο του Ivancevic. «Είναι πολύ πιθανό ότι υπάρχουν επιπτώσεις». Προσθέτει ότι η νέα έρευνα ανοίγει νέες ερωτήσεις, όπως πόσο γρήγορα μεταφέρονται αυτά τα μεταφερόμενα στοιχεία και πόσο δραστήρια είναι τα γονιδιώματα.
Οι επιστήμονες έχουν από καιρό γνωρίζει ότι το γενετικό υλικό μπορεί να περάσει μεταξύ των βακτηρίων οριζόντια. αυτό είναι το πώς αναπτύσσουν αντίσταση στα αντιβιοτικά τόσο γρήγορα. Αλλά η ανακάλυψη ότι και πιο περίπλοκοι οργανισμοί το κάνουν αυτό γίνεται όλο και πιο σημαντικός και προκαλεί περισσότερη έρευνα στην έννοια της γενετικής κληρονομιάς, λέει. "Είναι κάτι δροσερό με έναν τρόπο, " λέει. "Προσθέτει ένα τυχαίο δυναμικό στοιχείο σε όλα".
