Lopott géneket használ az első ismert növény-állat hibrid

Mary Rumpho, a University of Maine kutatója az E. chlorotica szakértője felfedezte fel, hogy a tengeri csiga a növényekhez hasonlóan fotoszintetizál. A csiga az általa elfogyasztott algáktól lopott géneket használ erre. Rumpho már korábban is tudta, hogy a csiga zöld színtestekre tesz szert az elfogyasztott algákból, és azokat a gyomrát övező sejtekben tárolja. Ezek a zöld színtestek, vagy kloroplasztiszok teszik lehetővé, hogy a növényi sejtek a napfényt energiává alakítsák.

Ha a fiatal E. chlorotica két hétig algával táplálkozik, akkor egész, egyéves életét végig tudja úgy élni, hogy nem vesz magához több táplálékot, mutatta ki Rumpho egy korábbi munkájában. Egy rejtélyes pont azonban maradt a tengeri meztelencsiga életében. A kloroplasztiszok ugyanis csupán annyi DNS-t tartalmaznak, amellyel a működtetésükhöz szükséges proteinek 10 százalékát tudják kódolni. A többi, szükséges gén az algák magi DNS-ében található. "Így maradt a kérdés, hogyan maradnak a sejtek működőképesek az állatban, ha a sejt ezen proteinek összességét nélkülözi?" - tette fel a kérdést Rumpho, majd tovább folytatta a vizsgálatokat.

Géntolvaj

Kutatócsoportjával szekvenálta a Vaucheria litorea, a csiga számára legkedveltebb alga zöld színtestjeinek génjeit. Ez alapján kiderült, hogy ha a tengeri csiga csak az alga-kloroplasztiszokat használja, biztos, hogy nincs elég génje a fotoszintetizáláshoz. Ezt követően figyelmük a tengeri csiga saját DNS-e felé fordult, és azt mutatták ki, hogy az egyik létfontosságú algagén jelen van. Szekvenciája azonos volt az algában lévő verziójával, ami azt jelzi, hogy a csiga valószínűleg táplálékából lopta el a gént.

A kutatók szerint az lehet az egyik magyarázat, hogy amint a csiga gyomrában elkezdődik az alga feldolgozása, a gén a kloroplasztiszokkal együtt a sejtekbe kerül. A gének aztán beleépülnek a csiga saját DNS-ébe, lehetővé téve, hogy az állat előállítsa a szükséges proteineket ahhoz, hogy az ellopott zöld testek folytassák működésüket. Egy másik magyarázat szerint, a tengeri csigában talált vírus szállítja az algasejtekből származó DNS-t a tengeri csiga sejtjeihez. Rumpho csapatának erre egyelőre nincsen bizonyítéka.

Nemcsak lop, de utódainak adja tovább

Egy másik, meglepő fejlemény során, a kutatók algagéneket találtak az E. chlorotica nemi sejtjeiben, ami azt jelenti, hogy képessége van a működő kloroplasztiszokat átadni a következő generációnak. A kutatók úgy hiszik, a csiga számos egyéb fotoszintézises gént kölcsönöz táplálékától, ám még mindig meg kell ismerniük, hogyan aktiválódnak a növényi gének a tengeri csiga sejtjeiben.

Greg Hurst liverpooli kutató szerint nem ismeretlen, hogy a DNS egyik fajból másikba kerül, ám normál esetben az örökítő anyag az új fajban általában nem működik. "Nemrégiben volt egy érdekes példa erre, amikor egy teljes bakteriális genom került gyümölcslégy-fajba, ám senki nem tudta, hogy az működik-e. Jelen esetben azon tény egyedülálló igazán, hogy a gén átkerült, és a jelek szerint funkcionál is".

Más állatok is képesek a napfény felhasználásra a növények elfogyasztása után - mondja Rumpho, ám ennek egyedüli oka, hogy teljes növényi sejteket fogyasztanak el, mely nagyon különbözik egy állati sejt, napenergiát hasznosító, növényi-állati hibriddé történő konvertálásától. Az valószínűtlen, hogy az emberek hasonló módon fotoszintetizáljanak. "Emésztőrendszerünk ugyanis csak feldolgoz mindent, a kloroplasztiszokat és a DNS-t is" - mondja a kutató.