Biyologlar - Biyolojiye Gerçekçi Yaklaşım

Gen Hırsızı Parazit Bitkiler, Çaldıkları Geni Silah Olarak Kullanabilirler

---

Bir grup bilim insanına göre: Gizli parazit yabani otlar, saldırdıkları bitkilerden genler çalabilir ve daha sonra bu genleri ev sahibi bitki üzerinde kullanabilirler. Fotoğraf : Christopher Clarke, Penn State

Penn State’den biyoloji profesörü Claude dePamphis; Bir araştırmada, araştırmacılar ev sahibi bitki DNA’sından canavar otu olarak bilinen bir parazit bitki ailesine 52 oranında yatay gen transferi (HGT), atadan yavrulara aktarılmayan bir türden başka türe veya aynı türün başka bireyine seks olmadan DNA’nın bir kısmının aktarılmasıdır.) keşfettiler, yatay gen transferinden sonra aktarılan genler canavar otlarında işlevsel hale geldi. Çoğu bitki ve diğer kompleks türlerde nadir olarak görülmesine rağmen, HGT (yatay gen transferi), bazı parazit bitkilerde ortaya çıkabilir; bu durum bize tarımı tehdit eden parazit bitkileri daha iyi kontrol etmemize yardımcı olabilir.

DePamfilis, canavar otu ailesinden incelediğimiz bu parazit bitkiler, dünyanın en yıkıcı tarımsal yabani otlarından bazılarını içeriyor dedi. Yatay gen transferinin (HGT) keşfi, bizim parazit bitkilerin nasıl çalıştığını ve bizim parazit bitkileri nasıl kontrol etmemiz gerektiğini daha iyi anlamamız için çaba sarf etmemizi sağlıyor. Umudumuz, bu bilgiler ışığında ev sahibi bitkinin üremesi için en iyi stratejileri bulmak ya da dayanıklı ev sahibi bitkiler üretmektir.

Bulgularını 24 Ekim Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabında yayınlanan araştırmacılar, yatay gen transferinin parazit bitkilerin, ev sahibi bitki barınaklarını istila etme ve ev sahibi bitki tarafından saldırıları önlemeye yönelik savunmaları aşma kabiliyetini artıracağını öne sürdü. HGT, parazitler için enfeksiyon riskini azaltmaya yardımcı olabilir. Bakteriler gibi daha az karmaşık türlerdeki yatay gen transferleri yaygın olmakla birlikte, evrimsel açıdan daha karmaşık organizmalarda gen transferi DNA da meydana gelen değişimler cinsel etkileşim, mutasyon ve doğal seleksiyon ile sağlanır. Bununla birlikte, araştırmacılar, parazit bitkilerin ev sahibi bitki ile olan yakın beslenme bağlantılarının, bozulmamış genlerin ev sahibi bitkiden parazitin genomuna geçiş olasılığını artırabileceğini ve böylece işlevsel hale gelebileceğini önermektedir.

Striga asiatica, Malawi-Tanzanya'da 2011 yılı. Fotoğraf: Mike Timko

“Parazit bitkiler, parazit olmayan bitkilerden çok daha fazla yatay gen aktarımı yapmış gibi görünüyor ve bunun, ev sahibi ile olan yakın ilişkilerinden dolayı olduğunu düşünüyoruz "dedi. DePamphilis

Parazit bitkinin kökleri ev sahibi bitkiyle kontak kurup içine girdiği zaman ev sabi bitkiden su, şeker, besin maddesi mineralleri ve hatta DNA ve RNA’yıda çıkarmaya başlar diye ekliyor DePamphilis.

Böylelikle, ev sahibi bitkilerden genleri çalıyorlar, bunları genoma dâhil ediyorlar ve ardından bu genleri ev sahibine karşı bir silah olarak geri kullanıyorlar "dedi.

Dünya genelindeki çiftçiler bu tip parazitlerle mücadele eder ve bu parazitler dünya genelinde büyük bir mahsul kaybına neden olmaktadırlar. DePamphilis göre; Sahra altı Afrika'da, örneğin Stringa’da, cadı otu yaşanan tarımsal kayıpların en büyük kaynaklarından birisidir.

Bitkilerdeki yatay gen transferini (HGT) saptamak için araştırmacılar, parazit bitkilerde binlerce gen için evrimsel geçmişler üretmek üzere ABD Ulusal Bilim Vakfı'nın (Parazitik Bitki Genom Projesi) finanse ettiği ortak araştırma çabalarıyla üretilen verileri kullandıklarını belirtti.

Araştırmacılar-transkriptomları (ifade edilen gen dizileri) üzerinde durdu-üç parazit bitki: Trifızar versikolor, ayrıca sarıkırmızı baykuş yoncası denir; Striga hermonthica veya dev cadı otu; Mısır canavar otu denilen Phelipanche aegyptiaca ve parazit olmayan bitki Lindenbergia philippensis ve 22 parazit olmayan diğer bitkilerden alınan genom dizileri.

California'daki yabani otlar ve diğer ev sahibi bitkiler ile Triphysaria eriantha  Fotoğraf: Huiting Zhang

Araştırmacılar, transferlerin olası bir kaynağı olarak konaklarla parazitleri arasında hareket edebilen mRNA'yı değerlendirdikleri için, genetik materyalin kaynağı olarak deneysel ev sahibi hücreyi ekarte etmek için, verileri tekrar tekrar test ettiler. Bunun yerine, onlar ev sahibi bitkiden geçmiş tüm genler tarafından türetilmiş yabancı gen dizilimlerini parazit bitkinin genomunda birleştirdiklerini bulmuşlardır.

Gelecekteki araştırmalar belki yatay gen transferi mekanizmalarını keşfedecek ve mühendislerin bitkilerin parazitlere karşı savunmalarını geliştirmelerine yardımcı olacaklarını belirtti, DePamphilis

More information: Horizontal gene transfer is more frequent with increased heterotrophy and contributes to parasite adaptation, Proceedings of the National Academy of Sciences, www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1608765113

Journal reference: Proceedings of the National Academy of Sciences

Provided by: Pennsylvania State University

Çeviren: Barış Uçar Bilime Yön Veren Cevaplar

Kaynak: http://phys.org/news/2016-10-parasitic-weapons-genes-stolen-hosts.html

---