Индивидуальный геном человека — результат многолетних изменений генетического материала путем возникновения в нем наиболее оптимальных мутаций, дающих Homo sapiens как виду необходимые конкурентные преимущества в условиях его обитания: мы являемся логическим выводом эволюционных изменений нашего далекого предка. Согласно существующим сегодня представлениям человеческий геном формируется посредством вертикальной передачи генетического материала от родителей к ребенку.
В противовес этой теории ученые из Университета Вандербильта (Vanderbilt University), США, установили возможность передачи генов горизонтальным путем: в человеческом организме выявлены гены, принадлежащие бактериям-комменсалам, а также представителям других видов. Результаты исследования специалистов свидетельствуют о том, что таковые изменения не только имели место в прошлом, но даже сегодня продолжают происходить у некоторых видов.
Горизонтальный трансфер генов в качестве источника конкурентного преимущества не новая идея — есть множество доказательств того, что это происходит у бактерий и других микроорганизмов. Например, этот тип передачи генетического материала является одним из механизмов развития устойчивости к антибиотикам. Также нематоды (круглые черви) ранее унаследовали ряд необходимых им свойств от растений. Но идея возможности приобретения новых качеств таким способом более сложными организмами, в том числе человеком, носила спорный характер.
В ходе текущего исследования специалисты проанализировали генетический материал 4 видов нематод, 12 видов плодовых мух, 10 видов приматов, включая человека, сравнивая наличие у них тех или иных генов, а также оценивая возможность межвидовых горизонтальных приобретений и их давности.
Эксперты выявили в геноме человека 17 ранее известных генов и 128 новых, полученных путем горизонтального переноса. Они отмечают, что ген системы AB0, определяющий группу крови, был приобретен человеком от других позвоночных, как и целый ряд генов, кодирующих ферменты, участвующие в метаболизме жиров и аминокислот, а также генов, отвечающих за иммунные процессы, модификацию протеинов и др.
Чаще всего донорами генов, полученных вследствие горизонтального трансфера, выступают бактерии, реже — простейшие. Около 50 генов пожертвованы приматам грибами и вирусами.
Тем не менее авторы публикации предполагают, что истинные масштабы горизонтального переноса генов у животных сегодня недооценивают. Ученые отмечают, что результаты их исследований играют важную роль при анализе данных секвенирования генома, поскольку во время его часто исключают гены, принадлежащие бактериям, ссылаясь на случайную контаминацию изучаемого материала.
«Возможно, следует пересмотреть традиционные постулаты об эволюции», — добавляют исследователи.
- Crisp A., Boschetti Ch., Perry M. et al. (2015) Expression of multiple horizontally acquired genes is a hallmark of both vertebrate and invertebrate genomes, Genome Biol., 13 March [Epub ahead of print].
- Paddock C. (2015) Not all our genes are from our ancestors — some are ‘foreign’ says new study. Medical News Today, 13 March (http://www.medicalnewstoday.com/articles/290835.php).
Анна Антонюк
