Türler Arası Gen Aktarımı, Evrimin İtici Güçlerinden Birisidir!

Adelaide Üniversitesinden bilim insanları, türler arası geniş çaplı gen aktarımının -sadece ebeveynlerimizden aldığımız bir ürün olmaktan ziyade- günümüz memeli genomunu ciddi anlamda değiştirmiş olduğunu ve böylelikle evrimin ardındaki önemli bir itici güç olduğunu gösterdiler. Araştırmacılar, "zıplayan genler" üzerine yürüttükleri dünyanın en büyük araştırmasında 759 adet bitki, hayvan ve mantar türü içerisinde iki önemli zıplayan genin izini sürdüler. Zıplayan genler aslında küçük DNA parçaları olup bir organizmanın genomunda kendi kendilerini kopyalayarak "karşı tarafa sıçrayan ögeler (transpozonlar)" adıyla bilinirler. Araştırmacılar, türler arası gen transferlerinin (hatta bitkiler ve hayvanlar arasında bile) evrim tarihi boyunca sıklıkla yaşandığını bulmuşlardır.

İzini sürdükleri bu iki transpozon (L1 ve BovB) memeli genomuna yabancı DNA olarak girmişti. İnsanlarda önemli bir transpozon olan L1 ögesinin türler arasında sıçrama yapmış olduğu ilk kez bu araştırmayla gösterildi. Üniversitenin Biyoenformatik Merkezi Müdürü ve aynı zamanda proje lideri Prof. David Adelson konuyla ilgili şunları söylüyor:

Zıplayan genler, daha doğru tabiriyle retrotranspozonlar, bir genomdan diğerine ve hatta diğer türlerin genomlarına kendilerini kopyalayıp yapıştırabilirler. Bunu nasıl yaptıkları hala gizemini korusa da kene gibi böcekler, sivrisinekler ve belki de virüsler bu süreçte rol oynuyor olabilir. Bilindik ebeveynden yavruya olan aktarımdan farklılık gösteren bu sürece yatay transfer denmektedir ve memeli evriminde hayli ciddi bir etkiye sahiptir. Örnek vermek gerekirse, inek ve koyun genomunun %25'i zıplayan genlerden ileri gelmektedir.

Zıplayan geni bir parazit gibi düşünebilirsiniz. DNA içerisinde neyin var olduğu önemli değildir. Zıplayan genler kendilerini başka genomlara tanıtırlar ve oralarda genlerin düzenlenişine etki ederek gen bozulmalarına neden olurlar.

University of Adelaide

9 Temmuz 2018'de Genome Biology dergisinde yayımlanan araştırmada yatay gen transferinin düşünülenden çok daha yaygın olduğu gösterildi. Çalışmanın baş yazarı ve aynı zamanda Adelaide Üniversitesi Tıp Fakültesinde doktora sonrası araştırmacı olan Dr. Atma Ivancevic şöyle söylüyor:

L1 ögelerinin sadece ebeveynden yavruya aktarıldığı düşünülüyordu. Çünkü çoğu çalışmada çok az sayıda tür incelendiğinden [türler arası] transferin gerçekleşmiş olduğuna dair hiçbir kanıt bulunamamıştı. Fakat biz elimizden geldiğince fazla sayıda türü inceledik.

İnsanlarda bulunan L1 ögeleri kanserle ve nörolojik bozukluklarla ilişkilendirilmiştir. Bu sebeple araştırmacılar, hastalıkların evrimini anlayabilmemiz için bu ögenin kalıtım sürecini anlamanın önemli olduğunu ifade ediyorlar. L1 ögelerinin bitkilerde ve hayvanlarda bol miktarda bulunurken mantar türlerinde ise sadece gelişigüzel bir şekilde görüldüğünü söylüyorlar. Ancak en dikkat çeken sonuç, iki önemli memeli türünde L1'lerin görülmeyişiydi: Avustralya monotremleri (ornitorenk ve ekidne). Bu durum L1 geninin, monotremlerden ayrıldıktan sonra memelilere giden evrimsel yolağa girdiğini göstermektedir. Adelson şunları söylüyor:

L1'lerin memeli genomuna girmesiyle birlikte memeli evriminin son 100 milyon yılda hız kazandığını düşünüyoruz.

Ekip, ayrıca, türler arasında görülen BovB ögelerini de inceledi. BovB çok daha yeni bir zıplayan gen olup ilk olarak ineklerde görülmüştür. Fakat o zamandan beri sürüngenler, filler ve keseliler dahil çok çeşitli hayvan türleri arasında sıçrama yaptığı gösterilmiştir. Profesör Adelson önderliğinde gerçekleşen önceki çalışmalarda kenelerin karşı-tür BovB transferini gerçekleştiren en muhtemel kolaylaştırıcı faktör olduğu bulunmuştur.

Yapılan bu yeni araştırmada ise analiz genişletilmiş ve BovB'nin beklenilenden çok daha geniş çaplı olarak sıçrama yapmış olduğu sonucuna varılmıştır: BovB ögesinin kurbağalar ve yarasalar arasında en az iki defa aktarıldığı ve yeni potansiyel vektör türler arasında tahta kurularının, sülüklerin ve ağustosböceklerinin bulunduğu gösterilmiştir.

Ekip, karşı-tür transferini gösteren daha fazla kanıt bulmak için böcek türlerini incelemenin faydalı olacağı görüşünde. Ayrıca, diğer zıplayan genleri inceleyerek deniz solucanları ve nematodlar (yuvarlak solucanlar) gibi sucul vektör olasılığını keşfetmeyi hedeflemektedirler. Adelson konuyla ilgili şunları söylüyor:

Yakın zamanlı bu çalışmamızda 750'nin üzerinde türün genom analizini yapmış olmamıza rağmen yatay gen transferi konusunda ilk adımı daha yeni yeni attığımızı söyleyebilirim. Sırada daha pek çok tür ve farklı tipte zıplayan gen araştırılmayı bekliyor.