Вчені Каліфорнійського університету в Сан-Дієго простежили походження унікального білка, який вважається ключовим для зору хребетних, подібного камері. Нове відкриття показує, що хребетні отримали унікальний білок з бактерій понад півмільярда років тому.
Люди та інші організми, що несуть хребет, мають дивом еволюції: очима, які працюють подібно камерам, пропонуючи тонко налаштовану зорову систему. Чарльз Дарвін визнав складність очі значним потенційним каменем спотикання для своєї теорії природного відбору за допомогою поступових еволюційних кроків.
Різниця в зорових здібностях між хребетними і безхребетними можна простежити до особливого білка. Цей білок відповідає за спеціалізацію клітин, які грають життєво важливу роль в зорі. Відомо, що мутації в білку, званому the, викликають безліч захворювань, таких як пігментний ретиніт, але його еволюційне походження залишається невловимим, без очевидного генетичного попередника.
Вчені зі Школи біологічних наук Каліфорнійського університету в Сан-Дієго, опубліковані в Трудах Національної академії наук, простежили 500-мільйонне походження IRBP хребетних від бактеріального джерела. Їх відкриття з використанням методів філогенетичної реконструкції стало можливим завдяки зростаючому числу доступних в даний час повністю деталізованих геномів.
Аналіз понад 900 геномів по всьому древу життя показав, що інтеграція IRBP в очах хребетних була результатом традиційного вертикального перенесення генів, при якому еволюційний просування адаптується або “ коригується ” з використанням доступного генетичного матеріалу. Швидше за все, IRBP був придбаний, дубльований і інтегрований за допомогою горизонтального перенесення генів з чужорідних бактеріальних генів.
“ Це величезне зрушення, тому що це абсолютно новий генетичний матеріал, отриманий від бактерій, — сказав доцент біологічних наук Метт Догерті, старший автор статті. — Це дослідження показує, що велике нововведення, яке відрізняє очі хребетних від всіх інших, було зроблено не шляхом молекулярних змін, а скоріше великим стрибком генетичних інновацій ”.
Як тільки ключовий ген, який в кінцевому підсумку став IRBP, був отриманий від бактерій, у хребетних відчинилися нові двері, яка дозволила ретиноїдів, молекулам в оці, безпосередньо сприймає світло, переміщатися між типами клітин, щоб ефективно переробляти його для подальшого сприйняття світла. Такий поділ фоторецепції, або світлочутливості, і переробки ретиноїдів забезпечує хребетним унікальну функціональність і то, як вони можуть бачити.
