Биологи выяснили, что два наиболее распространенных семейства «прыгающих» генов млекопитающих изначально попали в геном посредством горизонтального обмена между неродственными видами. Авторы считают это событие одним из важнейших в эволюции: во многом, считают ученые, это обеспечило успех млекопитающих на протяжении последних 100 миллионов лет. Некоторые из этих участков в ДНК человека связывают с возникновением рака и неврологическими заболеваниями.

Исследование с результатами опубликовано в журнале Genome Biology.

В ДНК любого организма находятся мобильные генетические элементы, их также называют ретротранспозонами. Эти участки известны тем, что могут менять свое положение в геноме. Более того, эти последовательности могут также передаваться между клетками одного организма или даже между разными организмами, если есть подходящий посредник, например, вирус или паразит, такой как клещ. В геноме может быть достаточно большое количество мобильных элементов — например, ДНК коров и овец состоят примерно на 25% из них.

В новой работе биологи проанализировали геномы 759 видов растений, животных и грибов. Авторы сконцентрировались на ретротранспозонах из наиболее часто встречающихся у млекопитающих семейств L1 и BovB. Оказалось, что межвидовой обмен генами, даже между растениями и животными, происходил неоднократно в течение эволюции и гораздо чаще, чем думали ученые, так как обычно считается, что такой способ обмена генетической информацией распространен только у одноклеточных. Также впервые удалось показать, что играющие важную роль в человеческом организме мобильные элементы L1 попали к нашим предкам от совершенно других видов.

«Считалось, что элементы L1 наследуются только от родителей к потомству, — говорит ведущий автор работы Атма Иванчевич из Аделаидского университета в Австралии. — Большинство исследований рассматривали лишь небольшое количество видов и не обнаружили указаний на возможный горизонтальный перенос. Мы же взяли как можно большее количество видов».

Оказалось, что L1, связанный с несколькими заболеваниями человека, встречается в геномах многих растений и животных, но у грибов его почти не бывает. Также таких участков в ДНК не оказалось у австралийских однопроходных млекопитающих — ехидны и утконоса. Это значит, что к предкам человека L1 попали позже, чем однопроходные отделились от других млекопитающих. «Мы считаем, что появление L1 в геноме млекопитающих стало ключевым фактором быстрой эволюции данной группы за последние 100 миллионов лет», — говорит соавтор работы Дэвид Адельсон. Авторы собираются продолжить искать следы горизонтального переноса, в том числе посредством обитающих в воде организмов, таких как морские многощетинковые черви и нематоды.