A génmódosításról szóló viták egyik visszatérő eleme az az érv, miszerint a transzgenezis különböző fajok DNS-ét kombinálja össze, ami a természetben nem következhetne be - hiszen ezek a fajok nem alkotnak természetes szaporodó közössége-, azaz természetellenes, vagyis rossz.
Túl azon, hogy már a természetes = jó, mesterséges = rossz dichotómia is egy teljesen hibás felütés, az alaptézis még csak nem is igaz: számos olyan esetet ismerünk a természetben, ahol szinte semmilyen rokonságban nem levő fajok közt valósult meg génáramlás a horizontális géntranszfer jelensége révén (mi is dokumentáltunk párat, lásd itt, itt, itt, vagy itt és itt).
Most a jelenség egy különösen szép példáját írták le japán kutatók, ahol jól dokumentálható a bekerült "idegen" DNS-darab evolúciós előnye is.
Az Ornithodoros génuszba tartozó puhatestű kullancsok emlősfajokon élősködnek, a szó szoros értelmében a vérüket szívják. A kullancsok nyálmirigyében egy érdekes molekulát fedeztek fel, egy kullancs-specifikus adrenomedullint (TAM), aminek szerepe van abban, hogy a vérszívás hatékonyabb legyen. Az adrenomedullin (ADM) egy olyan peptid hormon, amely számos egyéb tulajdonsága mellett vérnyomáscsökkentőként is alkalmazható, mert az erek falában levő simaizmokat lazítja el.
Ezzel a tulajdonsággal a szekvenciájában a gerinces ADM peptidekhez nagyon hasonlító TAM is rendelkezik, olyannyira, hogy a patkány egyik saját ADM hormonjával összevetve (balra, fekete négyzetek), még erősebb vérnyomáscsökkentő hatásnak is lehetünk tanúi a TAM esetében (fehér négyzetek), ha patkányokba juttatjuk.
Ami miatt a TAM különleges, hogy genomikai adatok egyértelműen azt támasztják alá, hogy az ADM peptid-hormonok csak a gerincesekben alakultak ki, és ízeltlábúakban, így az Ornithodors kullancsokkal közeli rokon Argas fajokban sincsenek jelen.
Vagyis felmerül a kérdés, hogy miként jelent meg a TAM?
A válasz, hogy minden jel szerint a kullancsok horizontális gén transzfer révén vették át a gerincesektől.
A bizonyíték erre a szekvenciában rejlik, ugyanis a TAM és ADM közti hasonlóság a gének szintjén még szembeötlőbb, mint a peptidszekvencia esetében.
Konkrétabban, ha összevetjük más gerinces ADM génekkel, a TAM genomi szekvenciájában még az exon-intron határok is kíséretetiesen hasonló helyen vannak, mint például az egyes gyíkfajokban észleltekkel (ennek egyébként még hamarosan lesz relevanciája). Ráadásul, a kullancs fehérje ugyanazokkal a belső hasító helyekkel rendelkezik (a génről először egy ún. pre-proprotein íródik át, ami az N-terminális szignál peptid (alább narancssárga) segítségével jutt ki a sejtből, ahol az említett hasító-helyeken (piros és kék) való hasítás után jön létre a funkcionális ADM), mint a gerinces megfelelői, márpeddig annak az esélye, hogy ez függetlenül kétszer kialakult, felfoghatatlanul kisebb, mint hogy valóban egy horizontális géntranszfer (HGT) eseményről van szó, még ha az sem lehetett egy túl gyakori esemény.
Érdekes még spekulálni ennek a HGT-nek a pontos idejéről. Ami biztos, hogy az Ornithodorinae alcsalád már a Kréta idején (durván 94 millió éve) már kialakult, és az Argasinae alcsaládtól való szétválás sem történhetett régebben, mint a Triász (kb. 234 millió éve). Ekkorra tehető hát a géntranszfer ideje is.
Viszont ebben az időszakban a legnépesebb gerinces csoportot a hüllők jelentették és valószínűleg a korai Ornithodoros kullancsoknak is ez lehetett a gazdafaja (a legősiebb kullancscsoportba tartozó Nuttalliella namaqua ma is hüllőket parazitál). Ez azért nem lényegtelen, mert a hüllők, ellentétben az emlősökkel, sejtmagot is tartalmazó vörösvérsejtekkel rendelkeznek. Ezek, a kullancs gyomrába jutva széteshettek és a kialakuló genomi DNS darabok transzcitózissal átjuthattak a bélfalon. Ha a kullancs testében eljutottak valahogy az ivarszervekig (hogy ez pontosan milyen gyakoriságú esemény lehetett, egyelőre nem tudjuk), ott integrálódhattak az ivarsejtek genomjába és ezzel egy továbbadható genetikai változás jött létre. Így kerülhetett egy hüllő ADM gén is a kullancs genomba.
Ennek a változásnak később nagy szerepe lehetett a kulancsok evolúciójában: az emlősök elterjedésével olyan állatok jelentek meg, amelyek sokkal hatékonyabb véralvadási rendszerrel rendelkeztek, így a korábban már bevált kullancs-stratégiák ellen védettek voltak. Nem véletlen, hogy a TAM-mentes genommal rendelkező Argasid kullancsok gazdaállatai a hasonlóval nem rendelkező madarak és nem az emlősök. Az Ornithodors kullancsok viszont rendelkeztek egy olyan peptiddel, amely lelassította a hemosztatikus rendszer véralvadási funkcióját, így számukra megnyílt a lehetőség, hogy egy új (és sikeres) állatcsoportot kolonizáljanak. Azaz végső soron az egykori HGT esemény a kullancs-specializáció egyik hajtóerejévé vált.
Iwanaga S, Isawa H, Yuda M (2014) Horizontal gene transfer of a vertebrate vasodilatory hormone into ticks. Nat Commun 5: 3373.
