Авторы представляют первые прямые доказательства, что у изумрудно-зеленых морских хромосом слизняка есть некоторые гены, которые прибывают из морских водорослей, которые они едят.Эти гены помогают выдержать фотосинтетические процессы в слизняке, которые предоставляют ему всю еду, в которой требуется.Значительно, это – один из единственных известных примеров функционального переноса генов от одной многоклеточной разновидности до другого, который является целью генотерапии исправить генетически базирующиеся болезни в людях.
«Действительно ли морской слизняк – польза [биологическая модель] для человеческой терапии? Вероятно, нет. Но выяснение механизма этого естественного переноса генов могло быть чрезвычайно поучительным для будущего медицинского применения», говорит соавтор исследования Сидни К. Пирс, заслуженный профессор в Университете Южной Флориды и в Университете Мэриленда, Колледж-Парк.
Команда использовала продвинутый метод отображения, чтобы подтвердить, что ген от морской водоросли V. litorea присутствует на E. chlorotica хромосома слизняка. Этот ген делает фермент, который очень важен для функции фотосинтетических «машин», названных хлоропластами, которые, как правило, находятся на растениях и морских водорослях.Это было известно с 1970-х, что E. chloritica «крадет» хлоропласты из V. litorea (названный «kleptoplasty») и включает их в его собственные пищеварительные камеры.
Однажды в клетках слизняка, хлоропласты продолжают фотосинтезировать в течение максимум девяти месяцев – намного дольше, чем они выступили бы в морских водорослях. Процесс фотосинтеза производит углеводы и липиды, которые кормят слизняка.Как слизняку удается утверждать, что эти органоиды фотосинтезирования так долго были темой интенсивного исследования и большим противоречием. «Данная статья подтверждает, что один из нескольких водорослевых генов должен был возместить убытки к хлоропластам и сохранять их функционированием, присутствует на хромосоме слизняка», говорит Пирс. «Ген включен в хромосому слизняка и передан к следующему поколению слизняков».
В то время как следующее поколение должно поднять хлоропласты снова от морских водорослей, гены, чтобы утверждать, что хлоропласты уже присутствуют в геноме слизняка, говорит Пирс.«Нет никакого пути на земле, что гены от морской водоросли должны работать в клетке животных», говорит Пирс. «И все же здесь, они делают.
Они позволяют животному полагаться на солнечный свет для своей пищи. Таким образом, если что-то происходит с их источником пищи, у них есть способ не умирания от голода, пока они не находят, что больше морских водорослей ест».
Эта биологическая адаптация – также механизм быстрой эволюции, говорит Пирс. «Когда успешная передача генов между разновидностями происходит, эволюция может в основном произойти от одного поколения со следующим», отмечает он, а не по эволюционным временным рамкам тысяч лет.