Το μυστήριο των ξένων γονιδίων μας 145
07. 04. 2018Οι επιστήμονες έχουν ανακαλύψει μέρη ανθρώπινου DNA που δεν προέρχονται από τους προγόνους μας - αυτή η ανακάλυψη θα μπορούσε να αλλάξουμε την άποψή μας για την εξέλιξη αυτή καθαυτή. Η μελέτη αμφισβητεί την άποψη ότι η εξέλιξη μπορεί να συμβεί μόνο με βάση τα κληρονομικά γονίδια. Έτσι έχουμε πάρει αυτά τα ξένα γονίδια από μικροοργανισμούς;
Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι αποκτήσαμε αυτά τα σημαντικά ξένα γονίδια από μικροοργανισμούς με τους οποίους οι αρχαίοι πρόγονοί μας ήρθαν σε στενή επαφή. Η μελέτη αμφισβητεί την ευρέως διαδεδομένη άποψη ότι η εξέλιξη των ζώων και των ανθρώπων βασίζεται αποκλειστικά σε γονίδια που κληρονομούνται από γενεαλογίες. Οι επιστήμονες λένε ότι η εξέλιξη συνεχίζεται ως έχει.
Το κύριο σημείο της έρευνας, που δημοσιεύθηκε στο Genome Biology, ένα περιοδικό ανοιχτής πρόσβασης, είναι Οριζόντια μεταφορά γονιδίων (HGT), γονιδιακή μεταφορά μεταξύ οργανισμών που ζουν στο ίδιο περιβάλλον. "Αυτή είναι η πρώτη μελέτη που δείχνει πώς επεκτείνεται η οριζόντια γονιδιακή μεταφορά στα ζώα και στους ανθρώπους και αποτελεί άμεση πηγή δεκάδων έως εκατοντάδων δραστικών ξένων γονιδίων, Δήλωσε ο κύριος συγγραφέας της μελέτης, Alastair Crisp από το Πανεπιστήμιο του Cambridge. "Παραδόξως, αυτό δεν είναι μεμονωμένο φαινόμενο, φαίνεται ότι η οριζόντια μεταφορά γονιδίων συνέβαλε στην εξέλιξη πολλών, ίσως ακόμη και όλων, ζωικών ειδών, και ότι αυτή η διαδικασία συνεχίζεται. Αυτό σημαίνει ότι θα πρέπει να επανεξετάσουμε την άποψή μας για την εξέλιξη ως τέτοια."
HGT και ο ρόλος του
Το HGT παίζει σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη μονοκυτταρικών οργανισμών και είναι ίσως ο λόγος για τον οποίο είναι πιθανό τα βακτήρια να είναι σε θέση να αναπτύξουν αντοχή στα αντιβιοτικά τόσο γρήγορα. Το HGT πιθανότατα παίζει επίσης βασικό ρόλο στην εξέλιξη ορισμένων ζώων, όπως τα νηματώδη, τα οποία έχουν λάβει μέρη των γενετικών τους πληροφοριών από μικροοργανισμούς και φυτά. Άλλα πλάσματα που είναι γνωστό ότι έχουν HGT είναι μερικά είδη σκαθαριών. Τα βακτηριακά γονίδια έχουν ανακαλυφθεί σε αυτά, σημαντικά για την παραγωγή ενζύμων, χάρη στα οποία μπορούν να αφομοιώσουν, για παράδειγμα, μούρα καφέ. Ωστόσο, η άποψη ότι το HGT θα μπορούσε να είναι μέρος της εξέλιξης πιο περίπλοκων ζώων ή ακόμη και ανθρώπων έχει συζητηθεί και αμφισβητηθεί στο παρελθόν.
Οριζόντια μεταφορά γονιδίων (HGT)
Μια διαδικασία στην οποία ένας οργανισμός λαμβάνει γενετικού υλικού (DNA) ενός άλλου ατόμου, αν και όχι του απογόνου του. Αυτή η διαδικασία είναι ευρέως διαδεδομένη στους μονοκύτταρους οργανισμούς και είναι επίσης ο λόγος για τον οποίο τα βακτήρια μπορούν να αποκτήσουν αντοχή στα αντιβιοτικά τόσο γρήγορα. Το HGT πιθανότατα παίζει επίσης βασικό ρόλο στην εξέλιξη ορισμένων ζώων, όπως τα νηματώδη, τα οποία έλαβαν μέρη των γενετικών τους πληροφοριών από μικροοργανισμούς και από φυτά καθώς και από σκαθάρια που απέκτησαν βακτηριακά γονίδια.
Το αντικείμενο της έρευνας ήταν τα γονιδιώματα των ειδών 12 των ειδών των νηματοειδών Octomille, 4 και των ειδών 10 πρωτευόντων, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων. Οι ερευνητές συνέκριναν τα γονίδια ενός είδους με παρόμοια γονίδια ενός άλλου για να δουν πόσο διαφορετικά είναι πραγματικά. Συγκρίνοντάς τα με μια διαφορετική ομάδα ειδών ζώων, οι ερευνητές μπόρεσαν να εκτιμήσουν πόσο καιρό πριν ήταν πιθανό να μεταδοθούν αυτά τα γονίδια.
Η έρευνα έχει δείξει ότι τα σπονδυλωτά έχουν υιοθετήσει μεγάλο αριθμό γονιδίων, όπως το γονίδιο της ομάδας αίματος ABO, χάρη στο HGT. Τα περισσότερα από τα άλλα υιοθετημένα γονίδια σχετίζονται με ένζυμα που αποτελούν μέρος του μεταβολισμού. Στους ανθρώπους, επιβεβαιώθηκαν 17 προηγουμένως αναφερθέντα γονίδια που υιοθετήθηκαν και άλλα 128 ταυτοποιήθηκαν που δεν ήταν ακόμη γνωστά. Μερικά από αυτά τα γονίδια εμπλέκονται στον μεταβολισμό των λιπιδίων, συμπεριλαμβανομένης της διάσπασης λιπαρών οξέων και του σχηματισμού γλυκολιπιδίων. Άλλα είναι σημαντικά συστατικά της ανοσολογικής και φλεγμονώδους απόκρισης, της ανοσολογικής σηματοδότησης των κυττάρων, της αντιμικροβιακής απόκρισης, του μεταβολισμού αμινοξέων, της τροποποίησης πρωτεϊνών και της αντιοξειδωτικής δράσης.
Η ομάδα μπόρεσε να εντοπίσει τις πιθανές κατηγορίες οργανισμών από τους οποίους προέκυψαν τα μεταδιδόμενα γονίδια. Η πιο συνηθισμένη πηγή είναι τα βακτήρια και τα πρωτόζωα, για παράδειγμα οι ιοί που ευθύνονται για ξένα γονίδια 50 σε πρωτεύοντα. Ορισμένα γονίδια έχουν βρεθεί ότι προέρχονται από μύκητες. Αυτός μπορεί να είναι ένας από τους λόγους για τους οποίους ορισμένες προηγούμενες μελέτες, οι οποίες επικεντρώθηκαν μόνο στο βακτηριακό HGT, έχουν απορρίψει τόσο αποφασιστικά την ιδέα ότι αυτά τα ανθρώπινα γονίδια προέρχονται από μια ξένη πηγή. Διαπιστώθηκε ότι το μεγαλύτερο μέρος του HGT σε πρωτεύοντα έλαβε χώρα πριν από πολύ καιρό, η μεταφορά πιθανότατα πραγματοποιήθηκε κάποια στιγμή στην περίοδο μεταξύ του κοινού προγόνου των χορδών και του κοινού προγόνου των πρωτευόντων.
Οι συγγραφείς της μελέτης υποστηρίζουν ότι η ανάλυσή τους είναι πιθανό να υποτιμήσει την πραγματική έκταση του HGT στα ζώα και ότι η άμεση HGT μεταξύ πολύπλοκων πολυκυτταρικών οργανισμών είναι ένα πραγματικό γεγονός και είναι ήδη γνωστό σε ορισμένες παρασιτικές σχέσεις ξενιστή.