העברת גנים בין מינים נפוצה הרבה יותר משחשבנו והאיצה את האבולוציה

"תהליך זה נקרא "העברה אופקית", והוא שונה מהעברת ההורה-צאצא הרגילה. לתהליך זה הייתה השפעה עצומה על האבולוציה של היונקים. לדוגמה," אומר פרופסור דייויד אדלסון מאוניברסיטת אדלהייד שבאוסטרליה, "25% מהגנום של פרות וכבשים מורכב מגנים קופצים" 

האבולוציה של הגנים הקופצים. איור: אוניברסיטת אדלהייד
האבולוציה של הגנים הקופצים. איור: אוניברסיטת אדלהייד

אנו רחוקים מלהיות רק תוצר של ההורים שלנו, מדענים באוניברסיטת אדלייד באוסטרליה גילו כי העברה נרחבת של גנים בין מינים שינתה באופן קיצוני את הגנום של היונקים והיתה מניע חשוב של האבולוציה.

במחקר הגדול בעולם על "הגנים הקופצים" (jumping genes), איתרו החוקרים שני גנים קופצים מיוחדים)בקרב 759 מינים של צמחים, בעלי חיים ופטריות. הגנים הללו הם למעשה פיסות DNA קטנות שיכולות להעתיק את עצמן לאורך הגנום וידועות כטרנספוזון.
החוקרים גילו כי העברות גנים בין מינים, גם בין צמחים ובעלי חיים, אירעו לעתים קרובות במהלך האבולוציה.

שניים מרכיבי הטרנספוזון שאיתרו החוקריםL1 ו- BovBחדרו לגופם של היונקים כ-DNA זר. זו הפעם הראשונה בה מישהו הראה שרכיב L1 החיוני לבני האדם קפץ בין מינים.

"גנים קופצים הידועים גם בשם: retrotransposons מעתיקים ומדביקים עצמם ברחבי הגנום של בעל החיים או הצמח בו הם נמצאים וכן חודרים לגנום של מינים אחרים. עדיין לא יודעים כיצד הם עושים זאת, אף כי ייתכן שחרקים טפילים כמו קרציות או יתושים או אולי וירוסים עשויים להיות מעורבים בתהליך." אומר החוקר הראשי בפרויקט, פרופסור דיויד אדלסון, מנהל מרכז הביואינפורמטיקה באוניברסיטת אדלייד.

"תהליך זה נקרא "העברה רוחבית של גנים", והוא שונה מהעברת ההורה-צאצא הרגילה. לתהליך זה הייתה השפעה עצומה על האבולוציה של היונקים. לדוגמה," אומר פרופסור אדלסון, "25% מהגנום של פרות וכבשים נגזר מגנים קופצים."

גנים קופצים. המחשה: shutterstock
גנים קופצים. המחשה: shutterstock

"תחשבו על גן קופץ כטפיל," אומר פרופסור אדלסון. "מה יש ב-DNA לא כל כך חשוב להם אלא רק העובדה שהם מחדירים עצמם לתוך גנום של יצורים אחרים וגורמים להפרעות בגנים ובתהליך ההסדרה של פעולתם."

המאמר, המתפרסם היום בכתב העת Genome Biology בשיתוף עם מוזיאון דרום אוסטרליה, מתאר את גילוי החוקרים כי העברה אופקית של גנים הייתה הרבה יותר נפוצה משנהוג היה לחשוב עד כה."

"רכיבי L1 נחשבו כמי שעברו בתורשה רק מהורה לצאצא", אומרת המחברת הראשית של המאמר, ד"ר עתמה איבנקביץ' (Atma Ivancevic), חוקרת פוסט-דוקטורט בבית הספר לרפואה באוניברסיטת אדלייד. "רוב המחקרים השוו רק בין קומץ מינים ולא מצאו שום עדות להעברה. הסתכלנו על מינים רבים ככל שיכולנו."

רכיבי L1 מקושרים בבני אדם להופעת סרטן והפרעות נוירולוגיות. החוקרים אומרים כי הבנת הירושה של רכיב זה חשובה להבנת האבולוציה של המחלות.

החוקרים מצאו כי רכיבי L1 נמצאים בשפע בצמחים ובבעלי חיים אך מופיעים רק באורח אקראי בפטריות. אבל הממצא המפתיע ביותר היה העדרם בשני מיני מונוטרמים אוסטרליים – ברווזן ואכידנה, דבר המראה כי הגן נכנס למסלול האבולוציוני של היונקים לאחר התפצלותם של המונוטרמים. "אנחנו מעריכים כי כניסת רכיבי L1 לתוך הגנום של היונקים שימש גורם מרכזי באבולוציה המהירה של היונקים ב-100 מיליון השנים האחרונות," אומר פרופסור אדלסון.

הצוות בחן גן טרנספוזון נוסף – BovB בין המינים. מדובר בגן קופץ צעיר בהרבה מ- L1. הוא התגלה לראשונה בפרות, אך מאז הוכח כי קפץ בין בעלי חיים שונים זה מזה – זוחלים, פילים וחיות כיס.

במחקר קודם אף הוא בראשותו של פרופ' אדלסון, התגלה כי קרציות היו כנראה הסוכנים הסבירים ביותר להעברת BovB בין המינים.

המחקר החדש הרחיב את הניתוח וגילה כי BovB קופץ אפילו יותר ממה ששיערו בעבר. החוקרים גילו כי הוא הועבר לפחות פעמיים בין צפרדעים ועטלפים, ומינים חדשים פוטנציאליים שנדבקו בו הם חרקי מיטה, עלוקות וארבה.

הצוות מאמין שחקר מינים של חרקים יסייע למצוא ראיות נוספות להעברה בין-מינים. הם גם מבקשים לחקור גנים קופצים אחרים העוברים בקרב חסרי חוליות ימיים כגון תולעי-ים ונמטודות.

"על אף שהמחקר שלנו ניתח את הגנום של מעל 750 מינים, התחלנו רק לגרד את פני השטח של העברה גנטית אופקית", אומר פרופסור אדלסון. "יש עוד הרבה מינים לחקור ועוד סוגים אחרים של גנים קופצים".

למאמר המדעי

עוד באותו נושא באתר הידען:

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

7 תגובות

  1. מה אז כל היצורים החיים הגיעו מ יצור אחד שנוצר לפני כמה מילארדי שנים ואז החל לשכפל את עצמו או שאני קצת הלכתי לאיבוד פה ?

  2. אכן תגלית מדהימה, חשובה ומעניינת מאין כמותה, המעניקה לאבולוציה מימד חדש, נוסף למימד המוטציות האקראיות.
    אפשר שתגלית זו יש בכוחה להסביר תהליכים אבולוציוניים מהירים שעד כה לא ניתנו להסבר באמצעות תהליך המוטציות האקראיות.
    שתי הערות נוספות:
    1]. התגלית מדגימה ומדגישה את חשיבותם של הוירוסים בתהליך האבולוציוני של כל המינים.
    2]. התגלית מדגימה ומדגישה עד כמה מתקיימת תלות הדדית של כל המינים אלו באלו, בתהליך האבולוציוני.

  3. ליואש
    דבריך שלהלן אינם מתיישבים עם דבריו של פר' אדלסון המצוטטים במאמר:
    "אומר פרופסור אדלסון, "25% מהגנום של פרות וכבשים נגזר מגנים קופצים."

  4. העברה רוחבית נפוצה ביצורים ללא רביה מינית.
    בגלל צוואר הבקבוק של העברה גנים דרך גמטות ההדבקה, שמן הזמן קורה כל הזמן, לא עוברת לצאצאים.

  5. "גנים קופצים … מעתיקים ומדביקים עצמם ברחבי הגנום של בעל החיים או הצמח בו הם נמצאים וכן חודרים לגנום של מינים אחרים. עדיין לא יודעים כיצד הם עושים זאת, אף כי ייתכן שחרקים טפילים כמו קרציות או יתושים או אולי וירוסים עשויים להיות מעורבים בתהליך."

    אם תהליך הקפיצה אינו ידוע, כיצד אפשר לקבוע שגנים מסוימים הם דוקא "קופצים" ולא גנים שהתפתחו בדרך אחרת, נניח כ"מוטציות"? על סמך מה בעצם אומרים על גנים מסוימים שהם דוקא "קופצים" – והאם היעדר הסבר אחר להמצאות גנים מסוימים מוליכה בהכרח להנחה שהם "קופצים"? וכיצד אפשר לשער ש25% מהגנים הם דוקא "קופצים"?

    האם יתכן שמדובר בעוד תאוריה די ספקולטיבית, בשלב זה של המחקר, לפחות, ולא בעובדות מדעיות או תאוריה בעלת ביסוס התחלתי סביר?

  6. עד עכשיו חשבתי שהעברה רוחבית של גנים מתרחשת רק בקרב יצורים לא מפותחים כמו חיידקים ובקטריות, אז האם היא מתרחשת גם ביצורים מפותחים כמו יונקים? בכל לפי מה שאני מבין על מנת ש"לגנום קופץ" כזה תהיה השפעה הוא חייב לחדור לתוך תא זרע או ביצית, ואז הוא יבוא לידי ביטוי בצאצאים של אותו יצור שכל תאי גופם יכילו את הגן החדש הזה, האם אני מבין נכון?

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן