מאיפה אתה משיג את הגנים שלך?
התשובה הברורה היא מההורים שלך, שהביצית והזרע שלהם התמזגו כדי ליצור את השילוב הייחודי של חומר גנטי שהופך אותך, אתה. אך מחקר חדש ומפתיע זורק מפתח ברגים לאותו סיפור ידוע: מסתבר שכמויות גדולות של חומר גנטי שנמצאו בבני אדם קפצו למעשה ממינים אחרים מתישהו בעבר, ותהליך זה עשוי להיות המניע העיקרי להתפתחות בעלי חיים מפלטות. לבני אדם.
לטענת החוקרים, הרעיון שכמות משמעותית של DNA מועבר אופקית, ולא אנכית, עשוי לשנות את ההבנה שלנו כיצד נוצרו בני אדם ובעלי חיים אחרים. "זה מראה שה- DNA הזר הזה שיכול היה להגיע מכל מקום יכול איכשהו לגמור בנו ולהתחיל לשנות דברים, " אומרת אטמה איוונסביץ ', חוקרת פוסט-דוקטורט בביואינפורמטיקה באוניברסיטת אדלייד באוסטרליה, וכותבת המחקר הראשית לאחרונה פורסם בביולוגיה של גנום .
נתחיל בהתחלה. ראשית, גנים קופצים הם לא באמת גנים. הם יסודות גנים הניתנים להמרה, החומר הגנטי הלא מקודד היושב בין גנים. בני אדם מלאים בחומרים - יותר ממחצית הגנום שלנו מורכב מאלמנטים הניתנים להחלפה - אך הרבה ממה שהוא עושה הוא עדיין תעלומה. "נראה שתפקידו היחיד הוא לשכפל את עצמו עד כמה שהוא יכול", אומר איוונסביץ '.
דייוויד אדלסון, המפקח של איוונסביץ 'באוניברסיטת אדלייד ושותף לעבודה בעיתון, פרסם בעבר מחקר שמצא כי אלמנטים הניתנים להחלפה הנקראים Bovine-B (BovB) קופצים סביב בעלי חיים מגוונים כמו קרנפים, לטאות ואטיפים. כדי לראות על מה התרחש, הצוות חיפש BovBs ואלמנט טרנסופי נוסף הנקרא L1 בגנום של 759 מינים של בעלי חיים, צמחים ופטריות שגנום הממופה המלא שלהם כבר היה זמין ברשת.
"רצינו לשפוך קצת יותר אור ולראות אם נוכל להבין מדוע הם מסתובבים בגנום וכמה הם יכולים להתפשט", אומר איוונסביץ '. "ניסינו לחפש גפרורים דומים של יסודות בין מינים רחוקים מאוד."
מכיוון שהם ידעו כי יסודות BovB יכולים להעביר בין מינים, הם עקבו תחילה אחר סוג זה של חומר גנטי. הם גילו כמה קרני המיטה המוזרות: חלק מה- BovBs העבירו לפחות פעמיים בין צפרדעים לעטלפים, ואיבנסביץ 'אומר ש- BovBs שמקורם בנחשים שהיוו לפחות 25 אחוז מגנום של פרות וכבשים.
הם גם עקבו אחר יסודות L1, המהווים כ 17 אחוז מהגנום האנושי וככל הנראה ישנים בהרבה מאלמנטים של BovB, על פי איוונסביץ '. הם גילו לראשונה שאפשר להעביר גם אופקים L1 אופקית: הם היו נוכחים במינים רבים של בעלי חיים וצמחים, וכל היונקים שהם בדקו למעט פלטיפוס ואכידנה (שני היונקים היחידים המטילים ביצה, או מונוטרמות, חיים על כוכב הלכת).
זה הוביל את הצוות למסקנה כי האלמנטים הניתנים להחלפה מעולם לא היו נוכחים במונוטרמות - במקום זאת, עליהם לקפוץ לאב קדמון משותף של שאר היונקים לפני 160 עד 191 מיליון שנה.
לאיבנסוויץ אפילו יש מנגנון בראש. באופן קריטי, BovBs נמצאו גם במזיקים כמו באגי מיטה ועלוקות ואילו L1 נמצאו בטפילים מימיים כמו תולעי ים וצדפות. זה הוביל את איוונסביץ 'ועמיתיה להאמין שאלמנטים הניתנים להחלפה עשויים להיכנס ל- DNA של יצורים מגוונים על ידי שימוש בטפילים אלה, או ביצורים אחרים היונקים את הדם כמו קרציות או יתושים, כרכביהם.
גם עטלפים יכולים למלא תפקיד. אלמנטים הניתנים להחלפה אינם פעילים במינים רבים של עטלפי הפירות, וזה עשוי לנבוע מהעובדה שתזונת החרקים שלהם הפכה אותם לרגישים במיוחד להעברה גנטית אופקית. במילים אחרות, נראה כי עטלפים פיתחו יכולת מוגברת לדכא יסודות מסוג זה בתוך גופם שלהם - ובמקביל הם פועלים כמארחים המסוגלים להעביר אותם למינים אחרים.
לא שכל האלמנטים המשיקים הללו הם רעים מטבעם. איוונסביץ 'מציין כי בעוד ש- L1s עשויים להיות קשורים לסרטן או להפרעות נוירולוגיות כמו סכיזופרניה, גורמים טרנספורמציים אחרים עשויים להיות מעורבים גם בהיווצרות שליה או בסיוע למערכת החיסון. "יש לנו עדויות לכך שהם עושים דברים טובים ורעים, כמעט בטעות, " היא אומרת ומוסיפה שרבים מה- L1 בבני אדם אינם פעילים. "זה כמעט כמו שהגנום מנסה לעשות בהם שימוש, או להשתיק אותם לטובתו."
קיארה בושטי, מרצה למדעים ביולוגיים באוניברסיטת פלימות 'בבריטניה החוקרת העברת גנים אופקיים, אומרת שמחקר מסוג זה מראה כי מה שמדענים נהגו לשקול אלמנטים "זבל" יכולים למלא תפקידים חשובים בפונקציה או בוויסות של גנים. במקרים מסוימים זה יכול אפילו להשפיע על אופן חלוקת ה- DNA או המשכפלתו, וכיצד הכרומוזומים עובדים.
"אני חושב שיש לזה איכשהו לשנות את הגנום המקבל", אומר בושטי, שלא היה מעורב בעבודתו של איוונסביץ '. "סביר להניח שיש השפעות." היא מוסיפה כי המחקר החדש פותח שאלות חדשות, כמו כמה מהר מועברים אלמנטים הניתנים להעברה וכמה הם פעילים בגנום.
מדענים ידעו זה מכבר שניתן להעביר חומר גנטי בין חיידקים בצורה אופקית; כך הם מפתחים עמידות לאנטיביוטיקה כל כך מהר. אולם התגלית כי אורגניזמים מורכבים יותר עושים זאת הופכת חשובה יותר, ומבקשת יותר מחקר על מושג הירושה הגנטית, היא אומרת. "זה די מגניב מבחינה מסוימת", היא אומרת, "זה מוסיף אלמנט דינמי אקראי לכל דבר."
