Mikroplar ve bitkiler, yüzlerce milyon yıl önce böceklere yatay gen aktarımı yoluyla gen aktarıp onlara evrimsel bir üstünlük kazandırmış olabilir. Geçtiğimiz hafta Cell bülteninde yayımlanan bir çalışmada araştırmacılar, aralarında kelebek ve güvelerin de yer aldığı 218 böcek türündeki 1.400’den fazla genin bakterilerden, virüslerden, mantarlardan ve bitkilerden çıktığını aktarıyor. Çalışmada bu genlerin, böceklerde eşleşme davranışı, beslenme, büyüme ve çevresel değişimlere uyum sağlama bakımından faydalı özellikler gelişmesini sağlayarak böcek evriminde önemli bir rol oynamış olabileceği öne sürülüyor.
Dikey gen aktarımı (DGA), mikroplar arasında oldukça yaygın görülüyor. Örneğin bakteriler, bu işleyiş yoluyla antibiyotik direnci genlerini farklı türlere aktarabiliyor. Fakat bilim insanları, böcekler ile mikrop ya da bitkiler arasındaki bu olguyu daha yeni yeni sistematik biçimde inceliyor.
Çin’deki Zhejiang Üniversitesinde çalışan evrimsel biyolog ve kıdemli yazar Xing-Xing Shen, “Önceki çalışmalarda DGA’nın böceklerdeki biyolojik çeşitliliğe katkıda bulunmuş olabileceği gösterilmiş” diyor. “Fakat DGA’nın bu süreçte ne kadar büyük bir rol oynadığını kimse bilmiyordu. Analizimizde kullanabileceğimiz birçok yüksek kaliteli böcek genomu olduğundan, DGA’nın böceklerde ne kadar yaygın olduğunu sistematik şekilde incelemenin şimdi tam zamanı diye düşündüm.”
Shen’in Zhejiang Üniversitesindeki araştırma takımı, projeye Vanderbilt Üniversitesinde çalışan evrimsel biyolog Antonis Rokas ile beraber başlamış. Araştırmacılar, tür yönünden zengin olan 19 böcek takımının 11’ini temsil eden yüksek kaliteli 218 böcek genomu örneği toplamışlar. Bu veriyle birlikte evrimsel bir ağaç çizen bilim insanları, hayvan dışı genomlarda daha yaygın bulunan yersiz genleri belirleyerek DGA’nın böceklerdeki akıbetine hangi etmenlerin katkıda bulunduğunu araştırmışlar.
“Baktığımız her yerde DGA olayları vardı” diyor Shen. “Fakat bu gen aktarımlarının böceklere fayda sağlayıp sağlamadığını ve hatta bu genlerin çoğunun işlevini bilmiyoruz.” Shen, bu konuda başka bir uzmandan; Zhejiang Üniversitesinde böcek genlerinin işlevlerini inceleyen Jianhua Huang’dan yardım almış.
“Shen elinde 1.400’den fazla genin olduğu bir listeyle büroma geldi” diyor Huang. “Nereden başlayacağımızı belirlememiz gerekiyordu.” Araştırma takımı, böceklerde bilinen işlevleri bulunmayan en yaygın yabancı genin (LOC105383139) işlevini doğrulamaya karar vermiş.
“Bu gen, Listeria bakteri cinsindeki bir donörden neredeyse bütün güve ve kelebeklere yatay şekilde geçmişti” diyor araştırmacılar makalede. Yani bu gen, güve ve kelebeklerin 300 milyon yıldan uzun süre önceki ortak akrabasından beri genomda bulunuyor.
Araştırmacılar bu antik geni, brokoli ve lahanaları etkileyen bir zararlı olan lahana yaprak güvensinden silmeye ve genin hangi tip işlevler taşıdığını gözlemlemeye karar vermişler. “Şaşırtıcı bir şey oldu ve bu genin bulunmadığı güvelerin, pek yaşayan yumurta bırakamadığını gördük” diyor Huang. “Ardından, genin erkeklerdeki kur davranışını etkilediğini keşfettik.”
Araştırma grubu, söz konusu genin böceklerin daha etkili şekilde eşleşmesine nasıl yardımcı olduğuna ve zararlıların kontrolünde bir araç şeklinde kullanılıp kullanılmayacağına dönük daha fazla araştırma yürütmeyi planlıyor.
Kaynak: Cell Press. Çeviren: Ozan Zaloğlu.
