1856
Повитиця Cuscuta відома тим, що буквально підключається до інших рослин і відбирає в них воду та поживні речовини. Нове генетичне дослідження показало, що в далекому минулому паразит отримав від господаря ще дещо — цілий функціональний ген. Історія виявилася ще цікавішою: після horizontal gene transfer чужа ДНК не просто залишилася в геномі повитиці, а поступово перебудувалася під внутрішні правила нового організму.
У більшості багатоклітинних організмів гени передаються вертикально — від батьків потомству. Horizontal gene transfer порушує цю схему й означає перенесення генетичного матеріалу між неродинними організмами. Для бактерій це звичайне явище, але у квіткових рослин воно трапляється значно рідше.
Паразитичний спосіб життя Cuscuta створює для такого обміну майже ідеальні умови. Спеціальні haustoria проникають у тканини господаря й підключаються до його судинної системи. Разом із водою та поживними речовинами між двома рослинами можуть переміщуватися RNA та інші молекули.
Дослідники простежили походження гена CYP81Q. За еволюційним родоводом він спочатку належав рослині з порядку Lamiales, а згодом перейшов у лінію Cuscuta. Ген пов’язаний із синтезом sesamin — lignan compound з антиоксидантними властивостями.
Після перенесення повитиця не втратила його функцію. Навпаки, вона зберегла здатність виробляти sesamin. Але сам ген поступово змінився: у нього вставлялися transposable elements — «стрибаючі» ділянки ДНК.
Одна з таких вставок із часом стала новим intron, який вирізається з RNA перед синтезом білка. Це означає, що чужий ген почав набувати структури, характерної вже для нового геномного оточення.
Попри перебудову, CYP81Q продовжив кодувати працездатний enzyme. Саме ця комбінація — збереження функції й одночасне «одомашнення» чужого гена — стала головним результатом роботи.
Для еволюційної біології це показує, що horizontal transfer не завершується моментом перенесення. Чужа послідовність може мільйони років змінюватися, інтегруватися в регуляторні мережі й фактично ставати повноцінною частиною нового організму.
Для паразитичних рослин такий механізм може бути особливо важливим. Вони постійно перебувають у прямому фізіологічному контакті з великою кількістю господарів, а отже мають більше можливостей отримувати чужий генетичний матеріал, ніж звичайні рослини.
