Дерево жизни — показан горизонтальный перенос генов
Горизонта́льный перено́с ге́нов (ГПГ) — процесс, в котором организм передаёт генетический материал организму-непотомку. В вертикальном переносе генов, напротив, организм получает генетический материал от предка. Генетика занимается в основном простым вертикальным переносом генов.
Искусственный горизонтальный перенос генов используется в генной инженерии.
Горизонтальный перенос генов впервые был описан в Японии в 1959 году публикацией, которая продемонстрировала передачу устойчивости к антибиотикам между разными видами бактерий[1][2]. В середине 1980-х годов Майкл Сивянен[3] предположил, что горизонтальный перенос генов существовал, имел биологическое значение и был вовлечён в формирование эволюционной истории с начала жизни на Земле.
В 1999 году Рави Джайн, Мария Ривера и Джеймс Лейк писали: «Всё чаще исследования генов и геномов указывают, что значительная горизонтальная передача генов произошла между прокариотами»[4] (см. также Lake и Rivera, 2007)[5]. Этот процесс, по-видимому, оказал некоторое влияние также и на одноклеточныеэукариоты. Как пишут Эрик Баптест и др. (2005), «дополнительные данные свидетельствуют о том, что перенос генов может быть также важным эволюционным механизмом в эволюции простейших»[6].
Карл Вёзе в 2004 г. опубликовал статью, в которой утверждал, что между древними группами живых организмов происходил массивный перенос генетической информации. В древнейшие времена преобладал процесс, который он называет горизонтальным переносом генов. Причём чем дальше в прошлое, тем это преобладание сильнее.[7]
Существует ряд доказательств того, что были затронуты даже высшие растения и животные, и это вызывает озабоченность в плане безопасности[8]. Так, в 2010 году группой учёных под руководством Седрика Фешотта (Cédric Feschotte) в результате анализа геномов млекопитающих (опоссумов и обезьянсаймири), покусанных южноамериканским кровососущим клопом Rhodnius prolixus, был обнаружен горизонтальный перенос фрагмента ДНК — транспозона. Идентичность этого фрагмента в ДНК млекопитающих и насекомых достигает 98 %[9].
Однако Аарон Ричардсон и Джеффри Палмер (2007) утверждают: «Горизонтальный перенос генов играл главную роль в бактериальном развитии и довольно распространён у некоторых одноклеточных эукариот. Тем не менее распространённость и значение горизонтального переноса в эволюции многоклеточных эукариот остаются неясными»[10].
В связи с увеличивающимся количеством свидетельств, предполагающих важность этих явлений для развития (см. ниже), молекулярный биолог Петер Гогартен описал горизонтальную генную передачу как «новую парадигму биологии»[11].
Вирусы
Примером переноса генов между вирусами служат мимивирус и небольшой вирофаг «Спутник». Оба они заражают амёбы, но вирофаг не способен к размножению в отсутствие мимивируса[12]. Из 13 генов вирофага, которые мало похожи на другие гены, 3 сходны с генами мимивируса и мамавируса и, возможно, были включены в геном вирофага в момент формирования частиц. Можно предположить, что вирус-сателлит мог выполнить горизонтальную передачу генов между вирусами аналогично тому, как бактериофаги передают гены между бактериями[13].
↑Ochiai K., Yamanaka T., Kimura K., Sawada, O. Inheritance of drug resistance (and its tranfer) between Shigella strains and Between Shigella and E. coli strains (яп.) // Hihon Iji Shimpor. — 1959. — Т. 1861. — С. 34.
↑Akiba T., Koyama K., Ishiki Y., Kimura S., Fukushima T. On the mechanism of the development of multiple-drug-resistant clones of Shigella (англ.) // Jpn. J. Microbiol. : journal. — 1960. — April (vol. 4). — P. 219—227. — PMID13681921.
↑Bapteste E., Susko E., Leigh J., MacLeod D., Charlebois R. L., Doolittle W. F. Do orthologous gene phylogenies really support tree-thinking? (англ.) // BioMed Central[англ.] : journal. — 2005. — Vol. 5, no. 1. — P. 33. — doi:10.1186/1471-2148-5-33. — PMID15913459. — PMC1156881.
↑Mae-Wan Ho (1999). Cauliflower Mosaic Viral Promoter — A Recipe for Disaster? Microbial Ecology in Health and Disease, 11:194-197. ReprintАрхивная копия от 11 сентября 2008 на Wayback Machine. Accessed 2008-06-09.
↑La Scola B., Desnues C., Pagnier I., Robert C., Barrassi L., Fournous G., Merchat M., Suzan-Monti M., Forterre P., Koonin E., Raoult D. The virophage as a unique parasite of the giant mimivirus (англ.) // Nature : journal. — 2008. — September (vol. 455, no. 7209). — P. 100—104. — doi:10.1038/nature07218. — PMID18690211.
-ru.svg){kind=spacer}
