Два новых исследования подтверждают гипотезу "эндогеносимбиоза"

Гипотеза эндогеносимбиоза, объясняющая способность "носителей генов" (вирусов, ретровирусов и бактериофагов) делиться частями своих геномов в эндогенных симбиотических отношениях с хозяевами, была предложена в 2015 году Роберто Каццолла Гатти, Ph.D., доцентом по экологии и биоразнообразию Томского государственного университета (Россия). Работа была загружена на bioRXiv и опубликована в марте этого года в журнале Biologia.

Эта гипотеза возникла после идеи эндосимбиоза, предложенной Линн Маргулис в 1967 году для объяснения другого процесса, расширяющего разнообразие жизни.

Доктор Каццолла Гатти утверждал, что "вероятная главная причина эволюции полового размножения, паразитизм, также представляет собой источник биоразнообразия". Он предположил, что половое размножение действует как консервативная система против включения новых генетических вариаций в ДНК клеток, а эволюция видов происходит только тогда, когда эта защитная система не может противостоять включению в геном хозяина чужеродных частей ДНК (и РНК) от облигатных "паразитических" элементов (вирусов и фагов), которые устанавливают симбиоз с хозяевами.

Эта идея бросает вызов каноническим моделям естественного отбора, основанным на градуализме паттерна мутация-адаптация, и поддерживает теорию прерывистого равновесия, предложенную Джеем Гулдом и Элдриджем.

Теперь два независимых исследования, недавно опубликованные в eLife, эмпирически подтвердили гипотезу Каццоллы Гатти и придали ей статус новой эволюционной теории.

• Доктор Джейми Э. Хензи и доктор Уэлкин Э. Джонсон из Бостонского колледжа показали, что сложная эволюционная история семейства противовирусных генов "интерферон-индуцируемых белков с тетратрикопептидными повторами" формировалась в результате непрерывного взаимодействия между млекопитающими и их многочисленными вирусами.
• Доктор Дэвид Энард и коллеги из Стэнфордского университета оценили, что вирусы вызвали около 30% всех адаптивных аминокислотных изменений в части человеческого протеома, консервативной у млекопитающих. Их результаты показывают, что вирусы являются одними из самых доминирующих драйверов эволюционных изменений в протеомах млекопитающих и человека.

Ранее считалось, что 7–8% всего человеческого генома содержат около 100 000 фрагментов ДНК от эндогенных ретровирусов. Сейчас исследователи полагают, что это недооценка, и количество эндогенного генетического материала из внешних источников может быть намного выше и играть более значительную роль в эволюции.