Горизонтальный перенос генов у животных: люди тоже содержат «чужие» гены
Исследование, опубликованное в журнале Genome Biology, показывает, что многие животные, включая людей, приобрели в древние времена важные «чужеродные» гены от микроорганизмов, обитавших в их среде. Это ставит под сомнение традиционный взгляд, согласно которому эволюция животных зависит исключительно от генов, унаследованных от предков, и предполагает, что этот процесс, по крайней мере, в некоторых линиях, всё ещё продолжается.
Горизонтальный перенос генов (HGT) — это передача генов между организмами, живущими в одной среде. Он хорошо известен у одноклеточных и считается важным процессом, объясняющим, например, быструю эволюцию устойчивости бактерий к антибиотикам.
Хотя роль HGT была показана в эволюции некоторых животных (нематод, получивших гены от микроорганизмов и растений, и жуков, приобретших бактериальные гены для переваривания кофейных ягод), его наличие у более сложных животных, таких как люди, оставалось предметом дискуссий.
Автор исследования Аластер Крисп (Кембриджский университет): «Это первое исследование, показывающее, насколько широко горизонтальный перенос генов встречается у животных, включая людей, порождая десятки или сотни активных "чужеродных" генов. Это не редкое явление — похоже, HGT внес вклад в эволюцию многих, если не всех, животных, и процесс продолжается».
Методология и ключевые находки:
- Исследованы геномы 12 видов плодовых мух (Drosophila), 4 видов нематод и 10 видов приматов, включая человека.
- У человека подтверждено 17 ранее известных генов, полученных через HGT, и идентифицировано 128 новых «иностранных» генов.
- Среди них — гены, связанные с метаболизмом липидов, иммунными реакциями (воспалительный ответ, сигнализация иммунных клеток), метаболизмом аминокислот и антиоксидантной активностью.
- Ген ABO группы крови также подтверждён как приобретённый позвоночными через HGT.
- Основными донорами генов стали бактерии и протисты. Также выявлен перенос от вирусов (до 50 дополнительных генов у приматов) и грибов.
Важные выводы и последствия:
- Большая часть HGT у приматов является древней, произошедшей между общим предком хордовых и общим предком приматов.
- Анализ, вероятно, недооценивает истинные масштабы HGT у животных. Прямой перенос между сложными многоклеточными организмами также возможен.
- Результаты влияют на практику секвенирования геномов: последовательности, принимаемые за бактериальную контаминацию, могут на самом деле быть частью генома животного, полученной через HGT.