Από την εποχή του Δαρβίνου το «δέντρο της ζωής» είναι η κατ' εξοχήν εικόνα που υποτίθεται ότι αντικατοπτρίζει καλύτερα από κάθε άλλη την πολυπλοκότητα της εξέλιξης στη Γη, όμως νέα στοιχεία έρχονται σιγά-σιγά να ανατρέψουν αυτή την αντίληψη, δείχνοντας ότι η Ζωή είναι περισσότερος ένας «ιστός» ή ένα «μωσαϊκό» παρά ένα
«δέντρο». Μια νέα ανακάλυψη ενός έλληνα επιστήμονα στις ΗΠΑ, ότι τα γονίδια «πηδάνε» μαζικά και απευθείας από το ένα είδος μύκητα στο άλλο, χωρίς να μεσολαβήσουν ενδιάμεσα εξελικτικά στάδια και βαθμιαίες «διακλαδώσεις», ενισχύει τη νέα εικόνα.
«δέντρο». Μια νέα ανακάλυψη ενός έλληνα επιστήμονα στις ΗΠΑ, ότι τα γονίδια «πηδάνε» μαζικά και απευθείας από το ένα είδος μύκητα στο άλλο, χωρίς να μεσολαβήσουν ενδιάμεσα εξελικτικά στάδια και βαθμιαίες «διακλαδώσεις», ενισχύει τη νέα εικόνα.
Οι ερευνητές του πανεπιστημίου Βάντερμπιλτ του Τενεσί, με επικεφαλής τον βοηθό καθηγητή Αντώνη Ρόκα του τμήματος βιολογικών επιστημών, σε εργασία που δημοσίευσαν στο έγκριτο περιοδικό βιολογίας "Current Biology", ανακάλυψαν ότι, πριν από εκατομμύρια χρόνια, μια ομάδα 23 γονιδίων «πήδηξαν» από το ένα είδος του μύκητα της μούχλας (Aspergillus) που βρίσκεται σε αμυλώδη τρόφιμα όπως το ψωμί και η πατάτα, σε ένα άλλο είδος μύκητα (Podospora) που ζει στα κόπρανα των φυτοφάγων ζώων και εξειδικεύεται στη διάσπαση των φυτικών ινών.
Η ανακάλυψη αποτελεί μεγάλη έκπληξη, καθώς μέχρι σήμερα είναι γνωστές ελάχιστες περιπτώσεις στην πρόσφατη εξελικτική ιστορία, που έχουν γίνει τέτοιες άμεσες μεταβιβάσεις γονιδίων (η λεγόμενη «οριζόντια μεταφορά γονιδίων») μεταξύ πολύπλοκων κυττάρων οργανισμών όπως τα ζώα, τα φυτά και οι μύκητες. «Επειδή οι περισσότεροι άνθρωποι δεν πίστευαν ότι τόσο μεγάλες ομάδες γονιδίων μπορούν να μεταφερθούν οριζόντια, δεν έχουν ψάξει για αυτές και δεν τις έχουν βρει», δήλωσε ο Ρόκας.
Η ομάδα του έλληνα ερευνητή συνέκρινε λεπτομερώς τα πλήρη γονιδιώματα σχεδόν 100 ειδών μυκήτων για να καθορίσει τις μεταξύ τους εξελικτικές σχέσεις. Με τον τρόπο αυτό, ανίχνευσε την ομαδική μεταφορά των 23 γονιδίων, τα οποία συνεργάζονται για την κωδικοποίηση και την παραγωγή μιας τοξικής ουσίας που επιτρέπει στους μύκητες να επιτίθενται σε άλλους οργανισμούς ή να αμύνονται. Ουσίες τέτοιου είδους αποτελούν την πηγή διαφόρων σημαντικών φαρμάκων, όπως η πενικιλίνη και οι κυκλοσπορίνες.
«Οι μύκητες παράγουν μια εντυπωσιακή ποικιλία φαρμάκων και φυσικών δηλητηρίων. Η ανακάλυψή μας ότι μια από τις μεγαλύτερες γονιδιακές ομάδες, που είναι υπεύθυνη για την παραγωγή ενός τέτοιου δηλητηρίου, μεταφέρθηκε ανέπαφη μεταξύ από ένα είδος μύκητα σε άλλο, δείχνει ότι οι οριζόντιες μεταφορές ολόκληρων βιολογικών 'μονοπατιών' μπορεί να έχουν συνεισφέρει σημαντικά στη δημιουργία αυτής της ποικιλίας», ανέφερε ο Ρόκας.
Η συνηθισμένη μεταφορά γονιδίων είναι η «κάθετη», από τους γονείς στα παιδιά, η οποία στο πέρασμα του εξελικτικού χρόνου συνέβαλε καθοριστικά -με τη βοήθεια των περιοδικών μεταλλάξεων και της φυσικής επιλογής- στο συνεχές «φούντωμα» και στα αλλεπάλληλα «κλαδιά» του «δέντρου της ζωής».
Όμως από τη δεκαετία του ΄80, οι επιστήμονες, μέσα από μελέτες σε βακτήρια, στην προσπάθειά τους να καταλάβουν γιατί οι μικροοργανισμοί γίνονται ανθεκτικοί στα φάρμακα, άρχισαν να αντιλαμβάνονται ότι, παράλληλα, η οριζόντια μεταφορά γονιδίων παίζει το δικό της όχι αμελητέο ρόλο στην εξέλιξη των ειδών. Στην περίπτωση αυτή, ένας οργανισμός δεν δέχεται γενετικό υλικό μόνο από τους προγόνους τους (όπως στην «κάθετη» μεταφορά γονιδίων), αλλά απευθείας από κάθε άλλο γειτονικό οργανισμό, ο οποίος συχνά δεν έχει καμία συγγένεια με τον αποδέκτη των νέων γονιδίων. Με τον τρόπο αυτό, για παράδειγμα, αν ένα βακτήριο βρει τρόπο να αντιστέκεται σε ένα φάρμακο, δεν κληρονομεί απλώς αυτή την ικανότητά του στους απογόνους του, αλλά μπορεί να τη διασπείρει γρήγορα σε άλλα μη συγγενικά βακτήρια, μειώνοντας έτσι την αποτελεσματικότητα των φαρμάκων.
Μέχρι τώρα οι περισσότεροι επιστήμονες πιστεύουν ότι αυτή η οριζόντια μεταφορά γονιδίων δεν μπορεί να γίνει σε πιο πολύπλοκους οργανισμούς, όπως τα ζώα και τα φυτά, όμως η ανακάλυψη του Ρόκα ότι είναι δυνατή -και μάλιστα σε μαζικό βαθμό- στους μύκητες, δείχνει ότι η οριζόντια μεταφορά αποτελεί σημαντικό παράγοντα στο εξελικτικό «παιγνίδι».
Ο Αντώνης Ρόκας αποφοίτησε το 1998 από το τμήμα Βιολογίας του πανεπιστημίου Κρήτης και από το 2007 διδάσκει στο πανεπιστήμιο Βάντερμπιλτ, όπου έχει το δικό του ερευνητικό εργαστήριο. Προηγουμένως, αφού πήρε το διδακτορικό του από το πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου (1991), υπήρξε ερευνητής στο Ινστιτούτο Broad των πανεπιστημίων ΜΙΤ και Χάρβαρντ.
Η ανακάλυψη αποτελεί μεγάλη έκπληξη, καθώς μέχρι σήμερα είναι γνωστές ελάχιστες περιπτώσεις στην πρόσφατη εξελικτική ιστορία, που έχουν γίνει τέτοιες άμεσες μεταβιβάσεις γονιδίων (η λεγόμενη «οριζόντια μεταφορά γονιδίων») μεταξύ πολύπλοκων κυττάρων οργανισμών όπως τα ζώα, τα φυτά και οι μύκητες. «Επειδή οι περισσότεροι άνθρωποι δεν πίστευαν ότι τόσο μεγάλες ομάδες γονιδίων μπορούν να μεταφερθούν οριζόντια, δεν έχουν ψάξει για αυτές και δεν τις έχουν βρει», δήλωσε ο Ρόκας.
Η ομάδα του έλληνα ερευνητή συνέκρινε λεπτομερώς τα πλήρη γονιδιώματα σχεδόν 100 ειδών μυκήτων για να καθορίσει τις μεταξύ τους εξελικτικές σχέσεις. Με τον τρόπο αυτό, ανίχνευσε την ομαδική μεταφορά των 23 γονιδίων, τα οποία συνεργάζονται για την κωδικοποίηση και την παραγωγή μιας τοξικής ουσίας που επιτρέπει στους μύκητες να επιτίθενται σε άλλους οργανισμούς ή να αμύνονται. Ουσίες τέτοιου είδους αποτελούν την πηγή διαφόρων σημαντικών φαρμάκων, όπως η πενικιλίνη και οι κυκλοσπορίνες.
«Οι μύκητες παράγουν μια εντυπωσιακή ποικιλία φαρμάκων και φυσικών δηλητηρίων. Η ανακάλυψή μας ότι μια από τις μεγαλύτερες γονιδιακές ομάδες, που είναι υπεύθυνη για την παραγωγή ενός τέτοιου δηλητηρίου, μεταφέρθηκε ανέπαφη μεταξύ από ένα είδος μύκητα σε άλλο, δείχνει ότι οι οριζόντιες μεταφορές ολόκληρων βιολογικών 'μονοπατιών' μπορεί να έχουν συνεισφέρει σημαντικά στη δημιουργία αυτής της ποικιλίας», ανέφερε ο Ρόκας.
Η συνηθισμένη μεταφορά γονιδίων είναι η «κάθετη», από τους γονείς στα παιδιά, η οποία στο πέρασμα του εξελικτικού χρόνου συνέβαλε καθοριστικά -με τη βοήθεια των περιοδικών μεταλλάξεων και της φυσικής επιλογής- στο συνεχές «φούντωμα» και στα αλλεπάλληλα «κλαδιά» του «δέντρου της ζωής».
Όμως από τη δεκαετία του ΄80, οι επιστήμονες, μέσα από μελέτες σε βακτήρια, στην προσπάθειά τους να καταλάβουν γιατί οι μικροοργανισμοί γίνονται ανθεκτικοί στα φάρμακα, άρχισαν να αντιλαμβάνονται ότι, παράλληλα, η οριζόντια μεταφορά γονιδίων παίζει το δικό της όχι αμελητέο ρόλο στην εξέλιξη των ειδών. Στην περίπτωση αυτή, ένας οργανισμός δεν δέχεται γενετικό υλικό μόνο από τους προγόνους τους (όπως στην «κάθετη» μεταφορά γονιδίων), αλλά απευθείας από κάθε άλλο γειτονικό οργανισμό, ο οποίος συχνά δεν έχει καμία συγγένεια με τον αποδέκτη των νέων γονιδίων. Με τον τρόπο αυτό, για παράδειγμα, αν ένα βακτήριο βρει τρόπο να αντιστέκεται σε ένα φάρμακο, δεν κληρονομεί απλώς αυτή την ικανότητά του στους απογόνους του, αλλά μπορεί να τη διασπείρει γρήγορα σε άλλα μη συγγενικά βακτήρια, μειώνοντας έτσι την αποτελεσματικότητα των φαρμάκων.
Μέχρι τώρα οι περισσότεροι επιστήμονες πιστεύουν ότι αυτή η οριζόντια μεταφορά γονιδίων δεν μπορεί να γίνει σε πιο πολύπλοκους οργανισμούς, όπως τα ζώα και τα φυτά, όμως η ανακάλυψη του Ρόκα ότι είναι δυνατή -και μάλιστα σε μαζικό βαθμό- στους μύκητες, δείχνει ότι η οριζόντια μεταφορά αποτελεί σημαντικό παράγοντα στο εξελικτικό «παιγνίδι».
Ο Αντώνης Ρόκας αποφοίτησε το 1998 από το τμήμα Βιολογίας του πανεπιστημίου Κρήτης και από το 2007 διδάσκει στο πανεπιστήμιο Βάντερμπιλτ, όπου έχει το δικό του ερευνητικό εργαστήριο. Προηγουμένως, αφού πήρε το διδακτορικό του από το πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου (1991), υπήρξε ερευνητής στο Ινστιτούτο Broad των πανεπιστημίων ΜΙΤ και Χάρβαρντ.
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου