Być może w końcu dowiemy się, jak ewoluowała nasza wizja, i to nie z naszej dziedziny życia: ScienceAlert

Ewolucja ludzkiego oka Przez długi czas Jedną z najtrudniejszych zagadek biologii jest sekwencja kroków wymaganych do przekształcenia prymitywnej światłoczułości w złożony system fotograficzny.

Nowe badania sugerują, że niektóre elementy widzenia kręgowców mogły nie powstawać stopniowo, ponieważ ich geny są przekazywane wzdłuż linii rodzinnych, ale zostały „skradzione” z zupełnie różnych gałęzi życia.

„Co najmniej jedna innowacja, która doprowadziła do obecnej struktury oczu kręgowców, nie pochodziła ze stopniowego„ łatania ”genów znalezionych u innych zwierząt, ale pochodziła z wprowadzenia nowego DNA z bakterii poprzez poziomy transfer genów” Wyjaśnić Biolog molekularny Matt Dougherty z University of California, San Diego (UCSD) na Twitterze.

Poziomy transfer genów Opisuje proces przenoszenia materiału genetycznego między różnymi typami organizmów, takimi jak wirusy z wymianą genów lub lepkie bakterie.

Jedną z głównych cech, która odróżnia nasze precyzyjne, podobne do aparatu oczy od oczu bezkręgowców, jest oddzielenie światłoczułych tkanek od komórek odpowiedzialnych za recykling ich cząsteczek reagujących na światło.

Warto zauważyć, że bezkręgowce również mają niesamowite oczy, więc oczywiście wyewoluowały różne rozwiązania dla ostrości wzroku. My polegamy tylko na IRBP, a oni nie, co oznacza, że ​​nabycie tego genu bakteryjnego ustawia nas na ścieżce ewolucyjnej, która sprawia, że ​​nasze oczy są tym, czym są. 7/

– Matt Daugherty (@Daugherty_Lab) 10 kwietnia 2023 r

Opiera się to na mechanizmach faktycznego przemieszczania cząsteczek, zwanych retinoidami, między różnymi komórkami. Wysoce konserwatywne białko wiążące receptor retinoidowy (IRBP) Dokonuje transferu i według nowych badań pochodzi z genu bakteryjnego, który nagle pojawił się w oczach kręgowców ponad 500 milionów lat temu.

IRBP nie tylko nie występuje u bezkręgowców, ale nie występuje również w żadnej innej złożonej komórce, od drzew po ameby i drożdże. Jedyny zapis genu, jaki mamy Sekwencja podobna do tej kodującej IRBP pochodzi z bakterii.

Analizując ponad 900 genomów, absolwent biologii molekularnej MIT Chinmay Kalluraya i współpracownicy byli w stanie określić wygląd genu w liniach kręgowców. Zbiegło się to z pojawieniem się oczu podobnych do kręgowców ponad 500 milionów lat temu.

Wydaje się, że przodkowie wszystkich krzyżowanych wstecznie zwierząt ukradli oryginalny gen z bakterii i przez wiele pokoleń doboru naturalnego, Jego replikacja kodonów i funkcja są tworzone w celu transportu retinoidów.

Chociaż odgrywa tylko jedną niewielką rolę w widzeniu kręgowców, fakt, że nowe składniki mogą prześlizgiwać się między bardzo różnymi częściami biosfery, stwarza nowe możliwości wyjaśnienia wielu złożonych procesów biologicznych. Innym tego przykładem jest białko niezbędne do tworzenia łożyska u ssaków, zwane syncytyną. gen dla tego białka Pochodzi z retrowirusów.

„W przeciwieństwie do ewolucji istniejących genów lub tak zwanej modyfikacji, nabycie obcego materiału genetycznego może potencjalnie przeniknąć ewolucję eukariontów, zapewniając natychmiastową funkcjonalną nowość” Wyjaśnić w ich gazecie.

W miarę sekwencjonowania większej liczby genomów naukowcy są przekonani, że w naszej historii ewolucyjnej znajdziemy więcej przykładów poziomego transferu genów.

„DNA drobnoustrojów (w tym wirusów) ukształtowało ewolucję zwierząt w dziwny i zaskakujący sposób”. On mówi Dougherty’ego.

Badanie to zostało opublikowane w PNAS.