Ko govorimo o horizontalnem prenosu genov, se ti ne prenašajo s starševskega osebka na potomstvo, ampak neposredno med zrelimi organizmi. To jim omogoča, da v življenju privzamejo dodatne gene, z njimi pa tudi nove prilagoditve, pri bakterijah se na primer tako širi tudi odpornost proti antibiotikom. Raziskovalna skupina z ameriškega MIT se je v svoji raziskavi, objavljeni v reviji Cell, osredotočila na mehanizem prenosa genov med cianobakterijami iz rodu Prochlorococcus. Ker gre za najštevilnejšo cianobakterijo, ki prebiva v mnogih morjih, ni presenetljivo, da je genska pestrost pri njej visoka. 

Znanih je več mehanizmov horizontalnega prenosa genov, eni izmed njih so mobilni genski elementi, imenovani transpozoni. Gre za migrirajoča zaporedja DNK, ki se mestoma ločijo od preostalega zaporedja, nato pa se prosto vključujejo drugje v genomu ali v druge organizme. Skupaj se prenašajo skupine genov, ki pa so pogosto udeleženi v metabolizmu, odpornosti ali drugih prilagoditvah na spremembe v okolju. Transpozoni lahko tako omogočijo, da bakterija zasede povsem novo ekološko nišo. 

Raziskovalna skupina se je pri delu osredotočila na dele cianobakterijskega genoma, za katerega je značilna velika raznolikost. V študijo so vključili cianobakterije iz različnih oceanov in gojene v laboratoriju. Najprej so genomske regije pregledali za že znane skupine mobilnih genskih elementov oziroma transpozonov. Teh so našli pičlo malo in le pri posameznih bakterijah. Potem so opredelili zaporedja, ki jim jih ni uspelo določiti kot že znane skupine transpozonov. Na podlagi organiziranosti genov in drugih skupnih lastnosti so jih uvrstili v svojo skupino. Najdene genomske regije so poimenovali tihepozoni in jih opredelili kot podskupino transpoznov. 

Kako pa se tihepozoni prenašajo med celicami? Ugotovili so, da se tihepozoni med različnimi celicami cianobakterij prenašajo prek membranskih veziklov. Ti se od celice ločijo, plujejo prosto v oceanu in čakajo, da jih privzame druga celica. Druga prepoznana oblika prenosa tihepozonov pa je z virusnim vektorjem. Gre za prvo opažanje tega mehanizma pri cianobakterijah, znanstvenice in znanstveniki pa predvidevajo, da se ta mehanizem pojavlja tudi pri drugih morskih bakterijah. 

Za konec so določili še, katere informacije nosijo geni, ki se prenašajo s tihepozoni. Določili so, da gre predvsem za gene, ki cianobakterijam omogočajo privzem dušika, fosforja in železa. Predvidevajo, da ti elementi cianobakterijam omogočajo predvsem prilagoditve na spremembe v okolju, vendar bi bilo treba to preveriti v nadaljnjih študijah. Prav tako je manj znanega o samem evolucijskem izvoru tihepozonskih mobilnih elementov.

Pozonirala je Klara.

Fotografija: Luke Thompson, Chisholm Lab in Nikki Watson, Whitehead MIT