Możliwe, że meduzy zawdzięczają swoje parzące zdolności bakteriom. Francuscy naukowcy odkryli, że jeden z genów niezbędnych meduzie do parzenia jest podobny do genu występującego u bakterii, co sugeruje, że przodkowie meduz nabyli go od mikrobów. Praca ukazała się w “Current Biology“.
Otrzymany wynik okazał się dużą niespodzianką. Rola horyzontalnego transferu genów między bakteriami i zwierzętami często jest pomijana, podczas gdy może być ona znacznie ważniejsza, niż się przypuszcza. Pionowy transfer genów zachodzi pomiędzy organizmami rodzicielskimi i potomstwem, natomiast horyzontalny transfer genów (HTG) odbywa się bez związku z rozmnażaniem pomiędzy organizmami czasami nawet należącymi do różnych gatunków. HTG zachodzi powszechnie wśród bakterii, ale u zwierząt zanotowano dotychczas zaledwie kilka przypadków, na przykład wiadomo o nabyciu pewnego genu przez japońskie żuki od pasożytniczej bakterii, a mikroskopijny wrotek posiada geny pochodzące od bakterii, roślin i grzybów.
Analizowany w pracy gen - pgsAA - koduje podjednostkę syntazy poli-γ-glutaminianu (PGA, ang. poly-gamma-glutamate); PGA jest głównym składnikiem komórek parzydełkowych. pgsAA występuje we wszystkich poznanych genomach zwierząt należących do typu parzydełkowców – Cnidaria - obejmującego m.in. meduzy, anemony i koralowce.
PGA wychwytuje kationy, przez co ma wpływ na regulację ciśnienia osmotycznego komórek. Nagła zmiana ciśnienia w komórce parzydełka powoduje wystrzelenie trującego kolca. U bakterii to samo białko może brać udział w tworzeniu ochronnej otoczki.
Analizy filogentyczne ujawniły, że gen znaleziony u parzydełkowców dobrze pasuje do drzewa filogenetycznego bakterii, pojawia się on także u niektórych gąbek, robaków i grzybów, co sugeruje, że “przeskoczył” pomiędzy gatunkami więcej niż jeden raz. Pozostaje niewyjaśnione, w jaki sposób mógł zajść ów transfer, ani dlaczego akurat ten gen tak się przenosił.
Transfer pionowy czy poziomy?
Inni naukowcy uważają, że interpretacja o horyzontalnym transferze pomiędzy bakteriami i przodkami meduz może być prawidłowa, ale nie należy wykluczać innych możliwości. Być może gen został przekazany wertykalnie od bardzo dawnego wspólnego przodka, a potem przez niektóre organizmy stracony. Inna propozycja jest taka, że ten gen wyewoluował niezależnie u więcej niż jednego zwierzęcia. Z drugiej strony, gen syntazy PGA jest na tyle krótki (1000 pz), że jest bardzo mało prawdopodobne, aby mógł powstać z kilku innych genów, które stopniowo złożyły się na jedną sekwencję.
Do niedawna sądzono, że horyzontalny transfer genów jest domeną organizmów jednokomórkowych, okazuje się jednak, że i w świecie zwierząt nie jest on rzadkością. Niebawem może zostać udowodnione, że zachodzi on znacznie częściej niż się dziś uważa, co znacznie wpłynie na nasze myślenie o ewolucji.
Marta Warsińska
źródło: Nature.com, “How the jellyfish got its sting”
———————————
Oryginalna publikacja: Elsa Denker et al., “Horizontal gene transfer and the evolution of cnidarian stinging cells”, Current Biology, Vol 18, R858-R859, 23 September 2008
