Одакле ти гени?
Очигледан одговор је од ваших родитеља, чији су се јајашци и сперме спојили како би створили јединствену комбинацију генетског материјала који чини вас, ви. Али изненађујуће ново истраживање баца кључ у ону добро познату причу: Испада да су велике количине генетског материјала пронађене у људи заправо скочиле од других врста негде у прошлости, а тај процес може бити главни покретач еволуције животиња из платипуза људима.
Према истраживачима, идеја да се значајна количина ДНК преноси хоризонтално, а не вертикално, могла би да промени наше разумевање људи и других животиња. „То показује да би овај страни ДНК који је могао доћи одасвуд могао некако завршити у нама и започети мијењати ствари“, каже Атма Иванчевић, постдокторска истраживачка биоинформатике на Универзитету у Аделаиди у Аустралији и водећи аутор студије недавно објављен у часопису Геноме Биологи .
Кренимо од почетка. Најпре, гени за скакање у ствари нису гени. Они су преносиви генски елементи, некодирани генетски материјал који сједи између гена. Људи су препуни ствари - више од половине нашег генома састоји се од преносивих елемената - али много тога што заправо чини још увек је мистерија. „Изгледа да је њена улога да се реплицира колико год може“, каже Иванчевић.
Давид Аделсон, Иванчевићев супервизор на Универзитету у Аделаиди, и коаутор овог рада, претходно је објавио истраживање како је утврдио да су преносиви елементи звани Бовине-Б (БовБ) скакутали међу животињама, разноликим попут носорога, гуштера и платипуза. Да би видели шта се дешава, тим је потражио БовБс и још један преносиви елемент зван Л1 у геномима 759 врста животиња, биљака и гљива чији су потпуно мапирани геноми већ доступни на мрежи.
„Желели смо да осветлимо мало више светлости и видимо да ли можемо да схватимо зашто се крећу у геному и колико се могу ширити“, каже Иванчевић. „Покушали смо потражити сличне подударности елемената између веома удаљених врста.“
Пошто су знали да БовБ елементи могу да се преносе између врста, прво су пратили ту врсту генетског материјала. Открили су неке чудне браће: неки БовБови су се бар два пута пребацили између жаба и слепих мишева, а Иванчевић каже да су бовби који су настали у змијама чинили најмање 25 процената генома крава и оваца.
Такође су пратили Л1 елементе, који чине око 17 процената људског генома и вероватно су много старији од БовБ елемената, каже Иванчевић. Први пут су открили да се и Л1 могу хоризонтално преносити: били су присутни у многим животињским и биљним врстама, а сви сисари које су прегледали осим платиша и ехидне (једина два сисара, која постављају јаја, или монотреме, жива на Планета).
То је навело тим да закључи да преносиви елементи вероватно никада нису били присутни у монотремима - уместо тога, они морају ускочити у заједничког претка осталих сисара пре 160 до 191 милиона година.
Иванчевић чак има механизам на уму. Критично, бовБс су такође пронађени у штеточинама попут беда и пијавица, док су Л1с пронађени у воденим паразитима као што су морски црви и остриге. Ово је навело Иванчевић и њене колеге да верују да преносиви елементи могу да уђу у ДНК различитих бића коришћењем ових паразита или других крвних сиса попут крпеља или комараца као својих возила.
Шишмиши би такође могли играти улогу. Преносљиви елементи су неактивни код многих врста воћа шишмиша, што може бити последица чињенице да их је њихова исхрана инсеката учинила посебно подложним хоризонталном генетском преносу. Другим речима, шишмиши су изгледа развили способност сузбијања таквих елемената у својим телима - истовремено делујући као домаћини способни да их преносе на друге врсте.
Није да су сви ови преносиви елементи инхерентно лоши. Иванчевић напомиње да иако Л1 могу бити повезани са карциномом или неуролошким поремећајима попут шизофреније, други преносиви елементи такође могу бити укључени у формирање плаценте или помагање имунолошком систему. „Имамо доказе да раде добре и лоше ствари, скоро случајно“, каже она и додаје да су многи Л1-ови код људи такође неактивни. „То је готово као да их геном покушава искористити или их утишати на сопствени ефекат.“
Цхиара Босцхетти, предавачица биолошких наука на Универзитету Плимоутх у Великој Британији која проучава хоризонтални трансфер гена, каже да ова врста студије показује да би оно што су научници сматрали „смећкастим“ елементима заправо могло играти важну улогу у функцији или регулацији гени. У неким случајевима може чак утицати и на то како се ДНК дели или реплицира, и како хромозоми функционишу.
"Мислим да то има потенцијал на неки начин да промени геном примаоца", каже Босцхетти, који није био умешан у Иванчевићев рад. "Врло је вероватно да постоје ефекти." Она додаје да ново истраживање отвара нова питања, попут брзине преношења тих елемената и колико су активни у генима.
Научници су дуго знали да се генетски материјал може хоризонтално преносити између бактерија; овако брзо развијају резистенцију на антибиотике. Али откриће да сложенији организми то раде постаје све важније, и подстиче више истраживања концепта генетског насљеђивања, каже она. "На неки начин је цоол", каже она, „додаје свему случајни динамички елемент."
