Bilinen ilk bitki hayvan arası yatay gen transferi: BtPMaT1

Evrimin mekanizmalarından biri, genetik materyal üzerinde oluşan değişimlerin, genlerin işlevlerini değiştirmesi, yeni genler yaratması ve bu yeni genetik kombinasyonun canlının yaşam döngüsünde ona bir avantaj ya da dezavantaj sağlamasıdır. Çok büyük oranda, dikey gen transferi denen, atadan gelen genlerin bir sonraki jenerasyona aktarılması ile de değişimler popülasyonlarda sabitlenir. Ancak evrimsel değişimlerin daha az sıklıkta görülen bir mekanizması da yatay gen transferidir. Bir canlı türü arasında değil, farklı türlerin arasındaki gen geçişini anlatan yatay gen transferi, özellikle tek hücreli canlılar olan bakteri ve virüslerde görülür. Bakterilerin antibiyotik direnci kazanmasında, dirençli bakterilerden dirençsizlere, antibiyotiği etkisiz hale getiren genlerin geçmesi bilinen bir mekanizmadır. Keza bazı virüsler de enfekte ettikleri canlılardan genler alabilirler ve onlara gen aktarabilirler. Örneğin yapılan çalışmalar, arıları enfekte eden brakovirüsün, bazı kelebek ve ipek böceklerini enfekte edip arılardaki genleri bu canlılara taşımış olabileceğini gösteriyor ⁽¹⁾.

Ancak çok hücreli canlılarda gen transferi sık görülen bir durum değil. Cell dergisinde gecen hafta yayımlanan bir makalede, bitkilerden hayvanlara geçtiği düşünülen ilk yatay gen transferi bildirildi ⁽²⁾. Çalışmaya göre, Bemisia tabaci (beyaz sinek), beslendiği bitkilerden aldığı bir direnç genine sahip olması nedeniyle bitkilerin ürettikleri korunma molekülleri olan fenolik maddelere karsı direnç sağlamış olabilir. Bemisia tabaci, tarım ürünlerine zarar vermesiyle bilinen bir böcek. Araştırmacılar, bu canlının genlerine baktıklarında ve bitkilerin doğal savunma mekanizmalarından etkilenen böceklerinkiyle karşılaştırdıklarında, bu genin sadece bu canlıda olduğunu keşfetmişler. BtPMaT1 geni, fenol içeren maddeleri yok eden bir protein oluşturuyor. Dolayısıyla bu genin B. tabaci’nin yakın akrabalarında olmaması, başka bir yerden geldiği fikrini uyandırmış. Bilinen gen dizinleri ve canlılarla karşılaştırıldığında, bu genin başka bitkilerde de bulunan bir gen olduğu ortaya çıkmış. Araştırma grubuna göre, BtPMaT1, 35 milyon yıl önce bir bitkiyi yiyen beyaz sineğe yediği bitkiyi enfekte etmiş olan bir virüs ile geçmiş olabilir. Virüs, geni böceğin genomuna entegre etmiş ve popülasyonda sabitlenmesini sağlamış olabilir. Yayımlanan çalışma, BtPMaT1 genini bloke eden bir mekanizma bitkilerde etkin hale getirildiğinde beyaz sineklerin bitkiler tarafından öldürülebildiği gösteriyor ve bitkilerden hayvanlara doğru gerçeklesen ilk yatay gen transferi örneği olarak literatürdeki yerini almış durumda. Bu tarz gen transferi örneklerinin bitki ve hayvanlarda doğal bağışıklık yaratmada ne denli etkili olduğu henüz net değil.

Çalışmada bahsedilen, doğal bir gen transferi mekanizması ve doğada evrimsel çeşitliliğin artmasında rol oynayan bir durum. Pandemi döneminde virüs ve vektör aşılarının varlığı kafamızı karıştırmamalı. Çünkü doğada yatay gen taşıyan virüsler genetik materyale entegre olabilen virüslerden. Aşı ya da tıbbi metotlarda kullanılan virüsler ise DNA’mıza entegre olamayan, hatta hücre içinde çoğalması engellenmiş virüsler ve güvenliler. mRNA aşılarının ya da diğer aşıların DNA’mızı değiştirmeyeceğini biliyoruz. Gen değişimi ise milyonlarca yılda bir çok ender gerçekleşen ve değişen genin canlıya avantaj sağlamasının ise oldukça nadir olduğu bir durum. Tüm bu bilgiler, evrimin ne kadar büyüleyici ve özel bir süreç olduğunu bize anlatması açısından kayda değer.

(1) Gasmi et al., 2015, PLoS Genetics. https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1005470
(2) Xia et al., 2021, Cell. https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.02.014