Parazitik bitkiler, konakçı bitkilerinden genetik materyal çalıyor ve çalınan genleri, konakçı besinlerini daha etkili bir şekilde hortumlamak için kullanıyor. Yeni bir çalışma, parazitik bitki tomurcuğunun, horizontal (yatay) gen transferi adı verilen bir işlemle 100'den fazla işlevsel gen içeren konakçılardan büyük miktarda genetik madde çaldığını ortaya koydu. 22 Temmuz'da Nature Plants'ta yayınlanan çalışmaya, Virginia Politeknik Enstitüsü ve Pensilvanya Eyalet Üniversitesi'nden araştırmacılar önderlik etti.Çalışmanın yazarlarından olan Penn State biyoloji bölümünden profesör Claude dePamphilis, çalışmaya ilişkin açıklama yaptı: "Genetik materyalin bir organizmadan başka bir türün genomuna taşınması olan horizontal gen transferi, mikroplarda çok yaygındır ve bakterilerin antibiyotik direnci kazanabilmelerinin ana yoludur. Bitkiler gibi karmaşık organizmalarda pek de horizontal gen transferi görmüyoruz. Gördüğümüzde ise aktarılan genetik materyal genellikle kullanılmıyor. Bu çalışmada, karmaşık organizmalarda bulunan işlevsel horizontal gen transferinin bilinen en çarpıcı örneğini sunduk."
Parazitik küsküt bitkisi incelendi
Cuscuta / küsküt gibi parazitik bitkiler fotosentez yoluyla enerji üreterek kendi başlarına yaşayamaz. Bunlar, konakçı bir bitkinin su ve besin kaynaklarını kullanabilmek için haustoria adlı yapıları kullanır. Küsküt, konakçı bitkinin üstünü sarar, konakçının dokusuna doğru büyür ve çoğu zaman tek seferde birden fazla bitki üzerinde beslenir. Birçok türü parazitleştirebilir.Açıklamalarını sürdüren dePamphilis, "Parazitik bitkiler konakçılarıyla derinlemesine yaşar ve besinlerini çıkarır. Aynı zamanda parazitik bitkilerin işlem esnasında genetik materyal elde edip, bazen bu materyali genomlarına dahil ettiklerini gözlemledik. Önceki çalışmalar tekli gen transferine odaklandı. Burada, horizontal gen aktarımından geçen büyük miktarda genetik maddenin gerçekten kullanılıp kullanılmadığını belirlemek için gen ifadesiyle ilgili genom ölçeği veri setlerini kullandık." dedi.
Çalışma evrimsel kanıt sunuyor
Araştırmacılar, horizontal gen transferi ile küskütün genomuna eklenen 108 geni tanımladı. Bu genlerin, haustoria yapısında, savunma tepkilerinde ve amino asit metabolizmasında etkili olarak işlevsel olduğu açıklandı. Ekip, çalınan genetik malzemenin işlevsel olup olmadığını belirlemek için titizlikle kriterler belirledi; genlerin tam uzunlukta olmaları, bir genin gerekli tüm kısımlarını içermeleri, daha sonra proteinleri oluşturan bir RNA dizisine kopyalanmaları ve ilgili yapılarda eksprese edilmeleri gerekiyordu. Ayrıca ekip, aktarılan bu genlerin evrimini, işlevsellik için ek destek olarak çalıştı.Araştırmacılar, 108 genin 18'inin bütün küsküt türlerinde ortaya çıkmakta olduğunu ve bu genlerin ilk başta geçmişteki atalar tarafından çalınıp, modern türlerde muhafaza edildiğini öne sürüyor. Çalışma, parazitik bir grubun evriminde erken dönemde horizontal gen transferlerinin gerçekleştiğine dair kanıt niteliği taşıyor. Profesör dePamphilis, bu konuda, "Bu genlerin 18'i, bu parazitlerin başarılı bir şekilde yayılmasına katkıda bulunmuş olabilecek tüm yaşayan küsküt türlerinin ortak atalarında bulunuyordu." dedi.Ekip bunların dışında, küsküt genomunda horizontal gen transferinden kaynaklanmış gibi görünen ancak işlevsel genlere sahip olmayan 42 bölge tespit etti. Bu konu hakkında ise dePamphilis, "Böylesine büyük miktarda genetik materyalin horizontal gen transferinden geçtiğinden, parazitik bitkilerin gelenleri filtreleyemediğinden şüpheleniyoruz. Ancak doğal seleksiyon (seçme), faydalı genlerin korunmasına yardımcı olur ve daha az faydalı bölümleri filtreler." şeklinde konuştu.Araştırmacılar şu anda genetik materyalin konakçıdan parazite nasıl aktarıldığını araştırıyor. Ayrıca, bu transferin tek yönlü olup olmadığını ya da konakçının, parazitinden genetik materyal elde edip edemediğini araştırmaya çalışacaklar.Kaynaklar;NatureScience Daily