Parazitska biljka ukrala gene svom domaćinu

Istraživanje objavljeno 6. lipnja u open access časopisu BMC Genomics, otkriva da je malezijska parazitska biljka Rafflesia cantleyi, sa svojim cvijetom veličine 50 centimetara u promjeru, "ukrala" gene od svog domaćina, biljke Tetrastigma rafflesiae. Još jedan dokaz o inventivnom evolucijskom mehanizmu parazitskih organizama, primjer je krađe na molekularnoj razini.

Analiza „ukradenih" gena pokazuje da njihove funkcije variraju od onih koji kontroliraju respiraciju (stanično disanje) do gena koji su zaduženi za metabolizam, a neki od njih su čak i zamijenili aktivnost vlastitih gena parazitske biljke. Kako netko uopće može "ukrasti" gene? Razlikujemo, naime, dvije vrste prijenosa gena: vertikalni i horizontalni. Vertikalni prijenos gena je onaj koji se odvija između roditelja i njihovih potomaka, dok se horizontalni prijenos gena odnosi na prijenos gena između dva različita organizma.

Primjerice, bakterije koriste horizontalni prijenos gena kako bi razmijenile otpornost na antibiotike. Nove studije pokazuju da i biljke također mogu koristiti horizontalni prijenos gena, posebice parazitske biljke i njihovi domaćini, zbog njihove intimne fizičke veze.

Rafflesia cantleyi  je obligatni parazit (njezino preživljavanje ovisno je isključivo o jednom domaćinu) koji raste na vrsti Tetrastigma rafflesiae, pripadnici porodice lozica (Viticaceae), u koju, između ostalog, spada i vinova loza. Istraživači iz Singapura, Malezije i SAD-a su zajedno sustavno istraživali mogućnost horizontalnog prijenosa gena između ove dvije biljke. Promatrajući transkriptome (prepisane produkte aktivnih gena), tj. gene u RNK molekulama, pronašli su 49 gena (2% od ukupnih transkriptoma) koje je prepisivao parazit, a koji su originalno pripadali domaćinu. Također, čini se da je tri četvrtine ovih transkriptoma zamijenilo vlastitu verziju koju je posjedovao parazit.

Većina ovih gena je bila integrirana u jezgri stanica parazitske biljke, zbog čega su istraživači mogli napraviti i genomsku analizu (analizu DNK). Naime, tijekom vremena DNK slučajno mutira (pojava koja se naziva genetički drift), a znanstvenici na temelju tih promjena mogu pratiti koliko je vremena prošlo od trenutka kada je parazitska biljka "ukrala" gene. U ovom slučaju uočeno je da je parazitska biljka gene preuzela prije nekog određenog vremena i da se preuzimanje gena odvijalo postepeno.

Povećana stopa horizontalnog prijenosa gena između T. rafflesiae i njezinog parazita R. cantleyi pokazuje da postoji određena korist za bolje preživljavanje parazita. Na primjer, parazit može unaprijediti svoju sposobnost uzimanja hranjivih tvari od domaćina ili uspješnije izbjegavati obranu domaćina. Nadalje, čini se da je otprilike jedna trećina gena koji pripadaju isključivo parazitskoj biljci evoluirala u tom smjeru da sliče što više genima domaćina.

Čitav znanstveni rad možete pogledati u ovom PDF-u.

Izvor: http://biologija.com.hr