Tim koji predvodi Tappei Mishina iz RIKEN Centra za istraživanje dinamike biosistema (BDR) otkrio je da paraziti manipulišu svojim domaćinima koristeći ukradene gene koje su verovatno stekli kroz fenomen koji se zove horizontalni transfer gena.
Mnogi paraziti manipulišu ponašanjem svojih domaćina kako bi osigurali njihov opstanak i sposobnost reprodukcije. Crvi iz konjske dlake predstavljaju jedan od najsofisticiranijih primera ove vrste kontrole ponašanja.
Crvi od konjske dlake se rađaju u vodi i koriste vodene insekte poput majskih mušica da stopiraju do suvog, gde čvrsto sede dok ih ne pojedu kopneni insekti kao što su cvrčci ili bogomoljke. Kada crv iz konjske dlake stigne do ovih domaćina, počinje da raste i manipuliše ponašanjem domaćina. Sazreli crv konjske dlake konačno navodi domaćina da skoči u vodu, često do krajnje smrti domaćina, kako bi mogao da završi svoju životnu misiju i reprodukuje se.
Prethodne studije su sugerisale da crvi iz konjske dlake otimaju biološke puteve svojih domaćina i povećavaju kretanje prema svetlosti, što dovodi do toga da se domaćini približavaju vodi. Naučnici veruju da se to postiže pomoću molekula koji oponašaju molekule centralnog nervnog sistema domaćina, ali tačno kako su ovi paraziti razvili ovu vrstu molekularne mimikrije ostalo je misterija.
Da bi odgovorili na ovo pitanje, istraživači su analizirali ekspresiju gena celog tela u crvu konjske dlake Chordodes pre, tokom i posle manipulacije domaćinom bogomoljke.
Pronašli su preko 3.000 gena glista koji su bili izraženiji kada su domaćini bili manipulisani, i 1.500 gena glista koji su bili manje izraženi. S druge strane, ekspresija gena u mozgu bogomoljke se nije promenila, i zapravo se nije mogla razlikovati od one koja se nalazi kod neinficiranih bogomoljki. Ovi rezultati pokazuju da crvi iz konjske dlake proizvode sopstvene proteine za manipulaciju nervnim sistemom svojih domaćina.
Istraživači su zatim pretražili bazu podataka proteina kako bi istražili poreklo gena koje crvi iz konjske dlake Chordodes koriste za manipulaciju bogomoljkama.
„Zapanjujuće je da su mnogi geni crva konjske dlake koji bi mogli da igraju važnu ulogu u manipulisanju svojim domaćinima bili veoma slični genima bogomoljke, što sugeriše da su stečeni horizontalnim transferom gena“, kaže Mišina.
Horizontalni transfer gena je biološki proces u kome se geni prenose iz jednog organizma u drugi, ali ne putem reprodukcije. Može imati značajne evolucione posledice, omogućavajući organizmima da brzo steknu nove gene ili funkcije, potencijalno im pomažu da se prilagode novom okruženju ili životnom stilu.
Dalja analiza je podržala ideju da je molekularna mimikrija viđena kod crva konjske dlake Chordodes verovatno rezultat horizontalnog prenosa gena sa bogomoljke. Konkretno, otkriveno je da se preko 1.400 gena crva iz konjske dlake poklapaju sa onima kod bogomoljki, ali su bili odsutni ili su se veoma razlikovali od vrsta crva iz konjske dlake koje ne koriste domaćine bogomoljke.
Autori zaključuju da su brojni geni mimikrije koje su identifikovali verovatno rezultat višestrukih horizontalnih događaja prenosa gena iz različitih vrsta mantida tokom evolucije dlačica. Čini se da ovi geni, posebno oni povezani sa neuromodulacijom, privlačnošću svetlosti i cirkadijalnim ritmovima, igraju ulogu u manipulaciji domaćina.
Horizontalni transfer gena je jedan od primarnih načina na koji bakterije evoluiraju da bi se oduprle antibioticima. Mišina veruje da ćemo, kako budemo pronašli više primera horizontalnog prenosa gena između višećelijskih organizama, steći uvid u ovaj fenomen, kao i evoluciju uopšte. „Mnogi slučajevi horizontalnog prenosa gena koje smo pronašli kod dlake mogu biti dobar model za proučavanje“, kaže Mišina.
„Koristeći ovaj model, nadamo se da ćemo identifikovati mehanizme koji su u osnovi horizontalnog transfera gena i unaprediti naše razumevanje evolucione adaptacije.“
