W ostatnich latach obserwuje się znaczny wzrost wydajności metod sekwencjonowania i analizy genów. Rozwój technik biologii molekularnej i inżynierii genetycznej pozwala na coraz częstszą identyfikację tzw. horyzontalnego transferu. Transfer taki, zwany również lateralnym lub poziomym, związany jest z przekazaniem materiału genetycznego pomiędzy dwoma różnymi gatunkami organizmów pozostających z sobą w ścisłej relacji ekologicznej. Zjawisko to jest odpowiedzialne za wykształcenie cech niezwykle istotnych w aspekcie procesów ewolucji, np. oporność na antybiotyki czy też zdolność do procesu fotosyntezy.
W trakcie badań genomu ziemniaka słodkiego, które były prowadzone w kontekście poszukiwań podłoża chorób wirusowych, naukowcy odkryli „obcy” DNA. Ustalono że wykryte fragmenty nie są efektem zanieczyszczenia, ale stanowią integralną część genomu. W badaniach posłużono się bibliotekami opartymi na sztucznych chromosomach bakteryjnych oraz takimi technikami, jak tradycyjna i ilościowa reakcja PCR, Southern blotting, chromosome walking (tzw. spacer po chromosomie) i metody sekwencjonowania. Zidentyfikowano dwa różne regiony, które nazwano IbT-DNA1 i IbT-DNA2.
Ustalono, że „obce” sekwencje pochodzą z bakterii gatunku Agrobacterium. Wykazano, że wykryte fragmenty DNA są biologicznie aktywne, co może wskazywać, że pozwalają roślinie uzyskać określone korzystne właściwości, wyselekcjonowane przez rolników w procesie udomowienia. Wyniki badań zostały przedstawione w pracy „The genome of cultivated sweet potato contains Agrobacterium T-DNAs with expressed genes: An example of a naturally transgenic food crop”, która już niebawem ukaże się w czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS).
Agrobacterium to rodzaj bakterii fitopatogenicznych o szerokim spektrum działania. Należą one do grupy pałeczek gram-ujemnych. Wykazują zdolność do przekazania atakowanemu organizmowi plazmidu, który następnie ulega integracji z genomem gospodarza. Plazmid taki, Ti lub Ri (w zależności od gatunku bakterii) nosi w sobie fragment o nazwie T-DNA (ang. transfer DNA), który zawiera sekwencje genów przekazywanych komórkom roślinnym.
Wykorzystywany przez Agrobacterium mechanizm włączenia swego DNA do materiału genetycznego w komórkach gospodarza jest podstawą modnej obecnie technologii wytwarzania organizmów modyfikowanych genetycznie (GMO, ang. genetic modified organism). Wykrycie T-DNA w genomie ziemniaka słodkiego pokazuje jednak, że rozpowszechniona w dzisiejszej biotechnologii metoda została wykorzystana przez naturę już tysiące lat temu.
– Naturalna obecność T-DNA Agrobacterium w słodkim ziemniaku oraz jego dziedziczenie w czasie ewolucji jest pięknym przykładem na możliwość przenikania DNA przez bariery międzygatunkowe. To pokazuje, że modyfikacje genetyczne są również możliwe w przyrodzie - mówi prof. Lieve Gheysen, współautorka badań.
Jednocześnie zwraca jednak uwagę, że GMO stworzone przez człowieka ma cechy doskonale znane - badacz wie, co wprowadza do modyfikowanego organizmu. „Naturalne” GMO, takie jak bataty, wydają się wykraczać poza sferę kontroli przez człowieka. Autorzy badań uważają, że odkrycie powstałych w sposób całkowicie naturalny roślin transgenicznych, które są szeroko rozpowszechnione w codziennej konsumpcji, może zmienić punkt widzenia sceptyków w kwestii bezpieczeństwa upraw żywności modyfikowanej genetycznie.
KOMENTARZE