Ha már legutóbb a horizontális génátvitelről volt szó, ne maradjanak ki az ízeltlábúak sem. Nagyon sok ízeltlábú fertőzött különböző Wolbachia baktériumokkal. A “nagyon sok” kifejezés ez esetben nem túlzás becslések szerint a rovarfajok ötöde fertőzött Wolbachiákkal. A baktérium és a gazdaszervezet kapcsolata sokféle lehet ismertek egyértelműen élősködő Wolbachiák, ahol a gazdának hátránya származik a Wolbachia jelenlétéből, de ismertek szimbiózis jellegű kapcsolatok is.
Ha már ilyen sok ízeltlábút fertőz ez a baktérium, nyilvánvaló a kérdés, hogy megfigyeltek –e valaha horizontális génátviteli eseményeket a baktérium és a gazda között. Az első ilyen közlemény 2002 –ből származik, Kondo N. és munkatársai egy Callosobruchus chinensis nevű jószágot vizsgálták, amely három különböző Wolbachia törzzsel is fertőzött. Első lépésként a szokásos módon megpróbálták kiirtani a gazdából a baktériumokat, rifampicinnel és tetraciklinnel kiegészített táptalajon tartották a bogarakat, majd PCR módszerrel ellenőrizték, hogy kipusztultak –e belőlük a baktériumok? Egyszerűen DNS –t izoláltak a bogarakból és megpróbáltak ebből egy Wolbachia specifikus szakaszt amplifikálni, abból kiindulva, hogy amikor kipusztulnak a gazdából a baktériumok, többé nem keveredik majd a DNS –ük a gazda örökítőanyagához, így amikor eltűnik a PCR jel, eltűntek a baktériumok is. Az ábrán látható a három baktériumtörzsre specifikus három PCR termék, az első oszlopban az antibiotikumkezelés előtt, a többi háromban sorrendben 1, 5, 10 nemzedékkel a kezelés után. Látható, hogy a három törzsből kettőt kiirtott az kezelés, egyet viszont nem. Megállapították, hogy ez a wBruAus nevű baktériumtörzs szokatlan módon rendkívül ellenálló a tetraciklinre és rifampicinre, pedig ilyet eddig egyetlen Wolbachiánál sem tapasztaltak még.
Megmérték a mintákban a baktérium DNS mennyiségét, azt találták, hogy a fertőzött nőstényekben éppen kétszer annyi baktérium található, mint a hímekben. Ezek után keresztezéseket végeztek a különböző fertőzött és nem fertőzött törzsek között és megállapították, hogy ez a wBruAus az összes eddig ismert Wolbachiától eltérően nem csak anyai öröklést mutat, a fertőzött apaállat is átadhatta utódainak. Az ábrán sötét színnel jelölték a fertőzött egyedeket, világossal azokat, amelyekből nem tudták kimutatni a baktériumot. Az pedig teljesen döbbenetes volt, hogy a második nemzedékben a fertőzött nőstényeknek wBruAus baktériumot nem tartalmazó utódai is születtek, mégpedig 1:1 hasadási aránnyal, ami, mint a mendeli genetikából tudjuk a nemhez kötött öröklődés teljesen szabályos esete. Ezt viszont sehogyan sem lehet azzal magyarázni, hogy egy baktériumfertőzést adnak tovább egymásnak a jószágok. Kipróbálták, hogy az eredetileg vizsgált wsp génen kívül más baktérium géneket is ki tudnak –e mutatni és azt tapasztalták, hogy az ftsZ gént ugyanígy ki tudják mutatni, de a groE és a 16S rDNS géneket nem. Ezek után Southern blot módszerrel vizsgálták egyszerre tizenöt gén jelenlétét az eredeti törzsben és az antibiotikumkezelésen átesett törzsben. Azt találták hogy az antibiotikumkezelés előtt a bogarakból mind a tizenöt baktériumgén kimutatható, a kezelés után viszont csak három.
Ezekre az adatokra viszont egyetlen magyarázat létezik, hogy a baktériumgenom egy része valahogyan átjutott a gazda genomjába és az X kromoszómájába épült, azzal együtt öröklődik. Az eredeti baktériumok az antibiotikumkezelés során elpusztultak, de a gazda genomba épült baktérium genom szakasz továbbra is jelet adott a PCR reakcióban, így tűnhetett úgy, hogy még Wolbachiák élnek a gazdában.
A következő közlemény 2008 –ban jelent meg, erről a törzsről, Nikoh N. és munkatársai PCR és Southern blot módszerekkel alaposan letapogatták a bogár genomba épült baktérium eredetű szekvenciákat és megállapíthatták, hogy körülbelül a Wolbachia genom harmada került át a bogár kromoszmára. Ezt FISH módszerrel is ellenőrizték, a zölddel jelölt kromoszómákon egyértelműen látható a lila jel, ahol a baktériumgenomra specifikus próbák jelet adnak. Alaposabb vizsgálat kiderítette, hogy a vizsgált ötvenhét génből huszonhét már valamilyen mutáció nyomán működésképtelenné vált, viszont harmincnégy génről kimutatták, hogy átíródik, vagyis róla messenger RNS termék képződik, bár a bogár génekhez viszonyítva minden esetben kevés a Wolbachia génekről átíródó RNS mennyisége.
Megvizsgálták azt is, hogy a Japánban alapított C. chinensis törzsek mekkora hányadában található meg ez a baktérium eredetű wsp gén és meglepő módon azt tapasztalták, hogy négyszáztíz vizsgált törzsből csak tizenkettő genomjában nem mutatható ki, de egyéb Wolbachia genom maradványok ezekben is megtalálhatóak. A japán C. chinensis populáció egységesen hordozza ezt a baktérium genom szakaszt, míg két közeli rokon fajból a C. maculatusból és a C. rhodesianusból nem mutatható ki a Wolbachia genom. Ebből és abból a tényből, hogy a baktérium eredetű gének viszonylag sok mutációt halmoztak fel, könnyen kitalálható, hogy a horizontális géntranszfer nem a minap történt, a szerzők számításai szerint 0,74 – 2,5 millió éve jutott be a bogár genomba ez a baktérium genom szakasz.
Hogy miért maradt meg ez a genomi szakasz ilyen sokáig, arra igazából csak feltevések léteznek, a legvalószínűbb, hogy egyszerű genetikai sodródással állunk szemben, a mai Japán populáció ősében éppen megvolt ez a szakasz így amikor elterjedt, az utódaiba is bekerült és mivel nem különösebben hátrányos, nem szelektálódott ki. Hogy mennyire lehetnek gyakoriak ezek a horizontális géntranszfer események, arra nézve az egyre szaporodó genomszekvenciák szolgáltathatnak adatot, az ízeltlábú genomokban ugyanis rendszeresen találnak Wolbachia eredetű szekvenciákat, egyáltalán nem olyan ritka csoda ez a horizontális génátvitel, mint elsőre gondolnánk.
Natsuko Kondo, Naruo Nikoh, Nobuyuki Ijichi, Masakazu Shimada, Takema Fukatsu (2002): Genome fragment of Wolbachia endosymbiont transferred to X chromosome of host insect; PNAS vol. 99 no. 22 14280–14285
Naruo Nikoh, Kohjiro Tanaka, Fukashi Shibata, Natsuko Kondo, Masahiro Hizume, Masakazu Shimada, Takema Fukatsu (2008): Wolbachia genome integrated in an insectchromosome: Evolution and fate of laterally transferred endosymbiont genes; Genome Res. 18(2):272-80.