A napokban újra rivaldafénybe került egyik régi nagy kedvencünk, egy Elysia chlorotica nevű csigafaj, amely a kleptoplasztia egész figyelemreméltó jelenségének nemes és neves művelője.
Tömören összefoglalva, a csiga képes arra, hogy a táplálékául szolgáló algák kloroplasztiszait a bélepitéliumának sejtjeibe felvegye, és azok ott továbbra is működőképesek lesznek, kvázi ingyen energiával ellátva a “bezöldült” csigát. Sőt, ezek mellett a csigák a genomjukban számos olyan gént tartalmaznak, amelyek a plasztiszok fenntartásához szükségesek és minden jel szerint a táplálék algafaj genomjából jutottak át horizontális géntranszfer (HGT) során (ami igazán ritka és különleges jelenség a filogenetikai fa ezen ágai között).
Mindez azonban már egy ideje tudott volt, s bár ez nem derül ki a mostani sajtóközleményekből, ami miatt most ismét a hírekbe került ez a természetesen génmódosított organizmus, az az, hogy az utóbbi időben elég vitatottá vált a korábban tényként kezelt HGT jelenség.
A vita kirobbantója egy 2013-as cikk volt, ahol friss csigatojások genom-szekvenálási adataira hivatkozva, egy másik csoport arra jutott, hogy valójában a HGT-gyanús gének nem épültek be a csigák genomjába (vagyis nem örökíthetőek), hanem valamilyen ún. extrakromoszomális DNS darab formájában maradtak fent. Ezt látszott az is alátámasztani, hogy amikor egy másik független eljárással (PCR) keresték olyan gének (pl. prk, psbO) nyomait, amelyeket korábbi tanulmányok alapján HGT-vel átkerültek a csiga genomba, rendre arra jutottak, hogy egyáltalán nem minden csiga genomjában vannak ezek jelen, és ahol jelen is vannak, ott sem fejeződnek ki (nem készül róluk mRNS).
A most nagy karriert befutó cikk, erre az ellenvetésre adott rekontra: a genomszekvenálsáok ugyanis mindig kritizálhatók azzal, hogy nem kellő lefedettséggel dolgoznak és ezért a genom bizonyos részeiről nem lesz elég információnk. Elenben, ha fizikailag sikerül kimutatni, hogy egy adott gén szekvenciája ott van a kromoszómán, akkor az eléggé perdöntő bizonyíték lehet. Ehhez a bizonyításhoz egy fluoreszcens in situ hibridizáció (FISH) nevű technikát használtak, ahol a báziskomplementaritás elvét kihasználva, azt igyekeztek kimutatni, hogy a plasztisz számára esszenciális (de az algában is a sejtmagban kódolt) foszforibulokináz (prk) gén DNS szekvenciája előfordul a csiga kromoszómáin is. Amint az alább látható, a gén jelenléte kimutatható, mind a táplálékul szolgáló algafaj sejtjeiben (balra), mind magában a csigában (jobbra) – azért van két pötty, mert ezek a tömör kromoszómák a sejtosztódás egyik fázisában, a metafázisban figyelhetők jól meg és az osztódás előtt a teljes sejt genetikai állománya megduplázódik.)
Vagyis ez alapján a prk gén szekvenciája valóban jelen van a csiga genomjában. Számos kulcskérdés azonban még megválaszolásra vár, mielőtt kijelenthetjük, hogy valóban “megoldódott a rejtély” és értjük, hogyan marad életben a plasztisz a csiga sejtjeiben.
Először is kérdés, hogy a plasztiszok miért nem emésztődnek meg és miként kerülnek a sejtekbe? Miként képes a csiga (állati) sejtje az alga-plasztisz fenntartására? Hogyan szabályozódnak a HGT-eredetű gének a csiga genomjában? Szóval jó eséllyel még el lehet néhányszor lőni a késöbbiekben is, a “megoldották a fotoszintetizáló csigák rejtélyét” szallagcímet.
(A borítókép az EOL Learning and Education Group Flickr oldaláról származik.)
Schwartz JA, Curtis NE, Pierce SK. (2014) FISH Labeling Reveals a Horizontally Transferred Algal (Vaucheria litorea) Nuclear Gene on a Sea Slug (Elysia chlorotica) Chromosome. Biol Bull 227(3):300-12.
Bhattacharya D, Pelletreau KN, Price DC, Sarver KE, Rumpho ME (2013) Genome analysis of Elysia chlorotica Egg DNA provides no evidence for horizontal gene transfer into the germ line of this Kleptoplastic Mollusc. Mol Biol Evol 30(8): 1843-52.