"Űrbetolakodó" DNS épült be az emlős genomba

Egyes emlősök DNS-ének egy része olyannyira idegen, hogy a felfedezés mögött álló kutatók "űrbetolakodóknak" nevezték el azokat. A felfedezés - amennyiben megerősítést nyer - alapjaiban ingathatja meg az evolúcióról szerzett ismereteinket.

Génjeinket jellemzően "függőlegesen" szerezzük, szüleinktől és az ő felmenőiktől örökítve át. A baktériumok is többnyire így kapják saját génjeiket, azonban esetükben fennáll egy "vízszintes" lehetőség is, amikor a gének egy nem rokon egyedtől érkeznek. Az arlingtoni Texas Egyetem biológusai meglepetésükre horizontális génátvitel jeleire bukkantak több emlősnél és kétéltűnél is.

A bűnös egy bizonyos "parazita" DNS, ami mindannyiunk sejtjeiben megtalálható, egy ugráló genetikai elem, más néven transzpozon. A tanulmányt vezető Cedric Feschotte szerint az általa űrbetolakodóknak becézett transzpozonok oldalról ugrottak át évmilliókkal ezelőtt több fajba, egy vírust használva a bejutáshoz. A transzpozon azután beolvadt a nemi kromoszómákba, biztosítva továbbörökítését a jövő generációiba.

A csapat által megvizsgált 26 állati örökítőanyagban, azaz genomban 7 faj esetében egy közel azonos hosszúságú DNS-t, egy úgynevezett hAt transzpozont találtak. A fajokat körülbelül 340 millió évnyi evolúció választja el egymástól, aminek megfelelően igen eltérőek. Ide tartozik egy dél-amerikai félmajom, a mókás külsejű fülesmaki, egy afrikai karmos béka, és egy tanrek - egy sünre emlékeztető emlős, ami azonban inkább az elefántokkal áll rokonságban.

A tény, hogy az invazív DNS megtalálható a főemlősökhöz tartozó fülesmakinál, más főemlősöknél azonban nem, illetve ugyanígy a tanreknél, míg a rokon elefántoknál szintén nem, arra utal hogy valami sokkal különösebb zajlik, mint szokványos öröklődés. Mindazonáltal ez a szórványos eloszlás önmagában nem zárja ki a tradicionális módszert, miszerint egyes fajok elveszthették transzpozon DNS-üket az evolúció folyamán, ezért a kutatók megvizsgálták a hAt transzpozon helyét, ha ugyanis egy közös őstől örökölték, akkor ugyanazon a ponton kell elhelyezkedniük minden egyes faj genomjában. Egyetlen ilyen esetet sem találtak.

A genomba való belépéstől számítva a hAt döbbenetes szaporodási rátát tudhat magáénak. A tanrek esetében 99000 másolatot találtak, ami DNS-ének egy igen jelentős részét teszi ki. Feschotte spekulációja szerint ennek jelentős hatással kellett lennie a faj evolúciós fejlődésére. "Olyan, mint egy szőnyegbombázás" - mondta. "Evolúciós szemszögből ennek már jelentős hatásának kellett lennie, mivel a transzpozon hatalmas mennyiségű DNS-t generált a kezdeti átvitel után"

Feschotte várakozásai szerint számos más horizontális génátugrást fognak még felfedezni. "Egy paradigmaváltásról beszélünk, mivel egészen mostanáig a horizontális átvitel ritkaságnak számított az állatfajoknál, valójában azonban sokkal gyakoribb mint gondoljuk." A csapat szerint a hAt transzpozon invázió körülbelül 30 millió évvel ezelőtt zajlott le és legalább két kontinensen söpört végig. "Olyan mint egy járvány, képes megfertőzni genetikailag és geográfiailag egymástól távol eső fajokat. Rejtélyes, szinte már félelmetes" - mondta Feschotte.

Feltehetően nem véletlen, hogy az invázió időpontja egybeesik az evolúciós történelem azon időszakával, amikor a nagy emlős kihalások zajlottak. Ezt általában az éghajlat változással hozzák összefüggésbe, tette hozzá Feschott, de a kutatás alapján nem túl merész feltételezés, hogy ez a típusú invázió is hozzájárult a fajok kihalásához. Meg kell jegyezni, hogy a hAt transzpozon nem fordul elő emberekben, genomunk közel 45 százaléka azonban transzpozon eredetű.

Feschotte tanulmánya első alkalommal bizonyítja, hogy egy "átugró gén" belépett emlős genomokba, és első alkalommal mutatták ki, hogy mindez nagyjából egy időben, egymással nem rokon fajok körében, a világ különböző tájékain történt.

Feschotte szerint nem zárható ki egy újabb transzpozon offenzíva kialakulása az emlősöknél, amit a denevérek vihetnek végbe. Több okból is ők tűnnek a leghajlamosabbnak a transzpozonok összeszedésére - főként az általuk szállított vírusok miatt. "A denevérek vírusbőségükről közismertek, ideértve több, az emberre nagyon veszélyes kórokozót, mint a veszettség, a SARS és talán az Ebola is" - mondta. "Mivel a denevérek tele vannak aktív DNS transzpozonokkal, nyitva áll átvitelük lehetősége az emberekre, ami elég ijesztő."

Greg Hurst, a brit Liverpool Egyetem környezetbiológusa szerint egy új mozgékony elem érkezése jelentős lehet evolúciós szemszögből, egy új elem ugyanis általában aktívabb. "Jóval nagyobb részben ugranak át, mint a régebbi elemek, amiket a genom már megtanult elnyomni". A transzpozon átugrás következményeinek nagy része káros lesz, állítja Hurst, azonban lesz köztük előnyös is. "A fajok evolúciója minden bizonnyal felgyorsul egy időre, amikor ez megtörténik" - tette hozzá.