Горизонтальный перенос «прыгающих генов» — ключевой драйвер эволюции млекопитающих
Ученые из Университета Аделаиды показали, что широкомасштабный перенос генов между видами радикально изменил геномы современных млекопитающих и стал важным двигателем эволюции.
В крупнейшем в мире исследовании «прыгающих генов» (транспозонов) ученые проследили два таких элемента — L1 и BovB — у 759 видов растений, животных и грибов. Это небольшие фрагменты ДНК, способные копировать себя в пределах генома.
Ключевые выводы:
- Частый межвидовой перенос: Перекрестный перенос генов, даже между растениями и животными, происходил в эволюции часто.
- Чужеродное происхождение: Оба элемента, L1 и BovB, попали в геномы млекопитающих как чужеродная ДНК. Впервые показано, что важный для человека элемент L1 «перепрыгивал» между видами.
- Механизм: Процесс, известный как горизонтальный перенос (в отличие от обычной передачи от родителя к потомку), остается загадкой. Возможные переносчики — насекомые (клещи, комары) или вирусы.
- Влияние: Такой перенос оказал огромное влияние на эволюцию млекопитающих. Например, 25% генома коров и овец происходят от прыгающих генов.
Судьба элемента L1:
- Связан с развитием рака и неврологических расстройств у человека.
- Широко распространен у растений и животных, но редко встречается у грибов.
- Отсутствует у ключевых видов — австралийских однопроходных (утконос и ехидна). Это доказывает, что ген вошел в эволюционную линию млекопитающих после их ответвления от однопроходных.
- Ученые полагают, что внедрение L1 в геном млекопитающих стало ключевым драйвером их быстрой эволюции за последние 100 миллионов лет.
Судьба элемента BovB:
- Более «молодой» прыгающий ген, впервые обнаруженный у коров.
- Перемещался между рептилиями, слонами и сумчатыми.
- Новое исследование расширило эти данные: BovB «перепрыгивал» как минимум дважды между лягушками и летучими мышами.
- Новые потенциальные переносчики: постельные клопы, пиявки и саранча (ранее основным «посредником» считались клещи).
Перспективы: Исследователи намерены изучать другие прыгающие гены, а также роль водных переносчиков (морские черви, нематоды). Анализ более 750 видов — это только начало, чтобы полностью оценить масштабы горизонтального переноса генов.
Исследование опубликовано в журнале Genome Biology.