«Δανεικά» γονίδια από άλλα είδη περιέχει το ανθρώπινο DNA. Some genes 'foreign' in origin and not from our ancestors

Ποσοστό μικρότερο του 1% του ανθρωπίνου γονιδιώματος είναι... ξένο και προέρχεται από μικροοργανισμούς, σύμφωνα με τη νέα ανατρεπτική μελέτη. Many animals, including humans, acquired essential 'foreign' genes from microorganisms co-habiting their environment in ancient times, according to new research. The study challenges conventional views that animal evolution relies solely on genes passed down through ancestral lines, suggesting that, at least in some lineages, the process is still ongoing. Abstract illustration depicting DNA. Credit: © agsandrew / Fotolia

Αρκετά από τα γονίδια του DNA μας έχουν μη ανθρώπινη προέλευση καθώς οι πρόγονοί μας τα «δανείστηκαν» από άλλα είδη, κυρίως από μικροοργανισμούς, όπως τα βακτήρια, οι ιοί και οι μύκητες, υποστηρίζουν βρετανοί ερευνητές σε σχετικό άρθρο του επιστημονικού εντύπου Genome Biology. 

Η μελέτη έρχεται να επιβεβαιώσει ότι η οριζόντια μεταφορά γονιδίων ήταν κάποτε ρουτίνα και όχι... εξαίρεση, όπως πίστευαν οι βιολόγοι μέχρι σήμερα.

Η «υφαρπαγή» γενετικού υλικού 

“We may need to re-evaluate how we think about evolution.” -Alastair Crisp

Η πρακτική της «υφαρπαγής» γενετικού υλικού έχει αξιοποιηθεί από πολλά ζωικά είδη, μεταξύ των οποίων και οι πρόγονοί μας, οι οποίοι απορρόφησαν στο DNA τους ξένα γονίδια από μικροοργανισμούς με τους οποίους «συγκατοικούσαν» στο ίδιο περιβάλλον κάποτε.

Η διαπίστωση αυτή αμφισβητεί τη συμβατική άποψη ότι η εξέλιξη των ζώων -και των ανθρώπων- βασίστηκε αποκλειστικά σε γονίδια που πέρασαν από γενιά σε γενιά και είχαν μόνο ανθρώπινη προέλευση.

Η οριζόντια μεταφορά γονιδίων, σε αντιδιαστολή με την κάθετη μεταφορά από τους γονείς στα παιδιά, ήταν ήδη γνωστό ότι έχει παίξει -και συνεχίζει να παίζει- καθοριστικό ρόλο στην εξέλιξη των ίδιων των μικροοργανισμών, πράγμα που άλλωστε επιτρέπει στα μικρόβια να γίνονται ολοένα πιο ανθεκτικά στα αντιβιοτικά και σε άλλα φάρμακα. Όμως, η νέα μελέτη δείχνει ότι η διαδικασία αυτή παίζει σημαντικό ρόλο και στους μεγαλύτερους οργανισμούς, μη εξαιρουμένου του ανθρώπου.

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον βιολόγο Άλαστερ Κρισπ του Πανεπιστημίου του Κέιμπριτζ, μελέτησαν δειγματοληπτικά τα γονιδιώματα 12 ειδών μυγών, τεσσάρων ειδών σκουληκιών και δέκα ειδών πρωτευόντων (πιθήκων και ανθρώπων).

«Ξένο» περίπου το 1% του ανθρωπίνου γονιδιώματος

Προέρχονται κυρίως από μικροοργανισμούς όπως τα βακτήρια, οι ιοί και οι μύκητες - αποτελούν το περίπου 1% του γονιδιώματος. The researchers found nearly 150 genes in the human genome that did not come from our ancestors but via horizontal transfer from donor species like bacteria.

Η έρευνα εντόπισε 145 γονίδια στους ανθρώπους (έναντι 173 στα σκουλήκια, 109 στους πιθήκους και 40 στις μύγες), τα οποία είναι «ξένα», δηλαδή μη ανθρώπινης προέλευσης. Αυτά συνιστούν λιγότερο από το 1% του ανθρωπίνου γονιδιώματος που περιλαμβάνει γύρω στα 20.000 γονίδια.

Μερικά από αυτά τα γονίδια εμπλέκονται στον μεταβολισμό των λιπιδίων και των αμινοξέων, στις ανοσολογικές αντιδράσεις (π.χ. σε περίπτωση φλεγμονής), στην τροποποίηση των πρωτεϊνών, στις αντιοξειδωτικές λειτουργίες του οργανισμού κ.α.

Βακτήρια, ιοί και μύκητες οι «δωρητές»

Οι κυριότεροι «δωρητές» γονιδίων στους ανθρώπους, σύμφωνα με τους ερευνητές, έχουν υπάρξει τα βακτήρια ενώ σε μικρότερο βαθμό οι ιοί και οι μύκητες. Οι επιστήμονες δεν αποκλείουν ότι και πάλι μπορεί να υποτιμάται η έκταση της οριζόντιας μεταφοράς γονιδίων μεταξύ των ζώων, καθώς δεν θεωρούν απίθανο αυτή να συμβαίνει συχνά όχι μόνο μεταξύ των μονοκύτταρων οργανισμών και από τους μικροοργανισμούς προς τα ζώα, αλλά και μεταξύ των ίδιων των πολύπλοκων πολυκύτταρων οργανισμών (όπως π.χ. ανάμεσα σε ένα παράσιτο και στον ξενιστή του ή από ένα φυτό σε ένα ζώο).

Αναθεώρηση της διαδικασίας της εξέλιξης;

This research changes how we think about the evolutionary tree. It’s not just a straight-forward single branching tree in which one branch leads on to another, it’s more like a strangler fig in which the branches are growing into each other. Credit: Wikimedia Commons

«Η διαδικασία αυτή συνεχίζεται και συνεπώς ίσως θα έπρεπε να αναθεωρήσουμε το πώς σκεφτόμαστε την εξέλιξη», σχολιάζει ο δρ Κρισπ.

Άλλοι όμως επιστήμονες εμφανίζονται λιγότερο πεπεισμένοι και τονίζουν ότι είναι πρόωρη μια τέτοια αναθεώρηση.