Növényi génmérnökök

A páfrányok és a zsurlók valószínűsíthetően egy 180 millió éve átvett, eredetileg a szarvasmohákhoz tartozó génnek köszönhetik, hogy képesek voltak fennmaradni a lombhullató erdők alacsony megvilágítottságú alsó rétegeiben.

Növényi génmérnökök

A genetikailag módosított haszonnövények kapcsán gyakran elhangzik az a meglátás, hogy ezek természetellenesek, és olyan dolgokkal játszanak a kutatók, amelyekbe nem kellene belemászni. Az élővilág ugyanakkor a legnagyobb génmérnökök közé tartozik: egyáltalán nem számít ritkának, hogy egy faj génjei egy másik faj génállományában kössenek ki.

A horizontális génátadásnak nevezett folyamat egyik érdekes példáját mutatják be a Duke kutatói nemrégiben megjelent tanulmányukban, amely magyarázattal szolgál arra, hogyan voltak képesek túlélni a páfrányok élőhelyük radikális átalakulását. Mint kiderült, az árnyékos erdőkben való megmaradás érdekében a szarvasmoháktól „kölcsönöztek” egy gént, amelynek révén képessé váltak a fény korábbinál magasabb szintű érzékelésére.

A kutatás egy 2004-ben publikált munka folytatása, amelynek keretében Kathleen M. Pryer és kollégái 45 különböző harasztfaj genomját hasonlították össze annak érdekében, hogy felvázolják a növények ezen törzsének evolúcióját. A vizsgálatok során kiderült, hogy 100 millió évvel ezelőtt robbanásszerű növekedés következett be a harasztok fejlődésében: rengeteg új faj jelent meg, és a jelenleg is létező páfrányok és zsurlók 80 százaléka ennek az időszaknak köszönheti kialakulását.

A páfrányok új, 100 millió éve kialakult fejlődési vonalaiban egy közös vonás mutatkozik: a növények egy újfajta fényérzékeny fehérje (neochrome) termelésébe kezdtek. A protein alacsony fényerősség mellett is fényérzékennyé teszi a páfrány leveleit, így a kutatók úgy sejtették, hogy fontos szerepet játszhat az erdők aljnövényzetében való fennmaradásban.

2011-ben Pryer egyik doktorandusza, Fay-Wei Li kezdte el kutatni a fehérje eredetét. Először úgy vélte, hogy talán a növény régebbi, erősebb fényre reagáló szenzorai adaptálódtak az új körülményekhez. A szakértő a rejtély tisztázása érdekében megvizsgálta a neochrome génjét és összehasonlította azt a harasztok más fotoszenzitív fehérjéinek génjeivel. A vizsgálatok során azonban egyetlen olyan ősi génre sem akadt rá, amely közelebbi hasonlóságot mutatott volna az említett proteint kódoló genomrészlettel.

Li meglehetősen elkeseredett az eredmények láttán, és nem igazán tudta, merre induljon tovább, szerencséjére azonban az Albertai Egyetem kutatói ezzel egy időben tették közzé több száz növényi genomot tartalmazó adatbázisukat. Li átvizsgálta a rendelkezésre álló genetikai állományokat, és legnagyobb meglepetésére rá is akadt egy, a neochrome génjére nagyon hasonlító génre, amely azonban nem egy harasztok közé sorolt fajhoz tartozott.

A gén másik „tulajdonosa” egy primitív növényi törzs, a szarvasmoha volt. A szövetekkel nem rendelkező növények telepekben nőnek nedves élőhelyeiken (patakpartokon vagy fatörzseken), és csak nagyon távoli rokonságban állnak a jóval fejlettebb harasztokkal. Li először arra gondolt, hogy talán valamiféle kontaminációról lehet szó, így további mohagenomokat is megvizsgált, az eredmény azonban nem változott: a neochrome különböző variánsai mind az öt általa elemzett szarvasmoha faj genetikai állományában megtalálhatók voltak.

A jelek szerint tehát a neochrome nem a harasztokban fejődött ki, hanem azok egyike egyszerűen átvette a fehérjét kódoló gént a szarvasmoháktól, majd továbbörökítette azt. A szakértők szerint az eredeti géntranszferre nagyjából 180 millió éve kerülhetett sor egy olyan környezetben, ahol a moha és a haraszt szoros közelségben éltek. A gén által kódolt fehérje aztán annyira hasznosnak bizonyult, hogy a harasztok ezen fejlődési vonala újabb és újabb fajok kialakulását eredményezte, míg lassan többségbe kerültek a fehérjével rendelkező páfrányok és zsurlók.

Tesztek

{{ i }}
arrow_backward arrow_forward
{{ content.commentCount }}

{{ content.title }}

{{ content.lead }}
{{ content.rate }} %
{{ content.title }}
{{ totalTranslation }}
{{ orderNumber }}
{{ showMoreLabelTranslation }}
A komment írásához előbb jelentkezz be!
Még nem érkeztek hozzászólások ehhez a cikkhez!
Segíts másoknak, mond el mit gondolsz a cikkről.
{{ showMoreCountLabel }}

Kapcsolódó cikkek

Magazin címlap arrow_forward