Το DNA μεταπηδά μεταξύ ζωικών ειδών. Κανείς δεν ξέρει πόσο συχνά.

Για να επιβιώσει στα παγωμένα νερά των ωκεανών γύρω από την Αρκτική και την Ανταρκτική, η θαλάσσια ζωή εξέλιξε πολλές άμυνες ενάντια στο θανατηφόρο ψύχος. Μια κοινή προσαρμογή είναι η ικανότητα παραγωγής αντιψυκτικών πρωτεϊνών (AFPs) που εμποδίζουν την ανάπτυξη κρυστάλλων πάγου στο αίμα, τους ιστούς και τα κύτταρα. Είναι μια λύση που έχει εξελιχθεί επανειλημμένα και ανεξάρτητα, όχι μόνο σε ψάρια αλλά σε φυτά, μύκητες και βακτήρια.

Δεν προκαλεί έκπληξη, λοιπόν, το γεγονός ότι οι ρέγγες και οι μυρωδάτες, δύο ομάδες ψαριών που περιφέρονται συνήθως στις βορειότερες περιοχές του Ατλαντικού και του Ειρηνικού Ωκεανού, κάνουν και τα δύο AFP. Αλλά είναι πολύ περίεργο, ακόμη και περίεργο, το γεγονός ότι και τα δύο ψάρια το κάνουν με το ίδιο γονίδιο AFP — ιδιαίτερα από τη στιγμή που οι πρόγονοί τους αποκλίνονταν πριν από περισσότερα από 250 εκατομμύρια χρόνια και το γονίδιο απουσιάζει από όλα τα άλλα είδη ψαριών που σχετίζονται με αυτά.

Μια εργασία Μαρτίου στο Τάσεις στη Γενετική έχει την ανορθόδοξη εξήγηση:Το γονίδιο έγινε μέρος του γονιδιώματος του smelt μέσω μιας άμεσης οριζόντιας μεταφοράς από μια ρέγγα. Δεν έγινε μέσω υβριδισμού, γιατί η ρέγγα και η μυρωδιά δεν μπορούν να διασταυρωθούν, όπως έχουν δείξει πολλές αποτυχημένες προσπάθειες. Το γονίδιο της ρέγγας μπήκε στο γονιδίωμα της μυρωδιάς έξω από τα κανονικά σεξουαλικά κανάλια.

Η Laurie Graham, μοριακή βιολόγος στο Queen's University στο Οντάριο και επικεφαλής συγγραφέας της εργασίας, γνωρίζει ότι προβάλλει ένα τολμηρό ισχυρισμό υποστηρίζοντας την άμεση μεταφορά ενός γονιδίου από το ένα ψάρι στο άλλο. Αυτό το είδος οριζόντιας κίνησης του DNA κάποτε δεν φανταζόταν ότι θα συνέβαινε σε κανένα ζώο, πόσο μάλλον σε σπονδυλωτά. Ωστόσο, όσο περισσότερο αυτή και οι συνάδελφοί της μελετούν τη μυρωδιά, τόσο πιο ξεκάθαρα γίνονται τα στοιχεία.

Ούτε τα smelt είναι μοναδικά. Πρόσφατες μελέτες σε μια σειρά ζώων — άλλα ψάρια, ερπετά, πτηνά και θηλαστικά — καταλήγουν σε ένα παρόμοιο συμπέρασμα:Η πλευρική κληρονομιά του DNA, που κάποτε θεωρούνταν αποκλειστική για τα μικρόβια, εμφανίζεται σε κλαδιά σε όλο το δέντρο της ζωής.

Η Sarah Schaack, μια εξελικτική γονιδιωματολόγος στο Reed College στο Πόρτλαντ του Όρεγκον, πιστεύει ότι αυτές οι περιπτώσεις οριζόντιας μεταφοράς εξακολουθούν να έχουν «ένα αρκετά μεγάλο παράγοντα wow» ακόμη και μεταξύ των επιστημόνων, «επειδή η συμβατική σοφία για τόσο καιρό ήταν ότι ήταν λιγότερο πιθανό ή αδύνατο σε ευκαρυώτες». Όμως η ανακάλυψη της μυρωδιάς και άλλα πρόσφατα παραδείγματα δείχνουν ότι οι οριζόντιες μεταφορές παίζουν σημαντικό ρόλο στην εξέλιξη.

Μια μάχη ανάντη

Πίσω στις αρχές της δεκαετίας του 2000, η ​​Graham μελετούσε AFP υπό την καθοδήγηση του αρχηγού του εργαστηρίου της, Peter Davies, όταν εντυπωσιάστηκε από την απίστευτη ομοιότητα του γονιδίου της πρωτεΐνης σμίλης με ένα από τα αντιψυκτικά γονίδια που παράγονται από τη ρέγγα. Τα ιντρόνια των γονιδίων - τμήματα μη κωδικοποιητικού DNA, τα οποία γενικά μεταλλάσσονται ταχύτερα από τις περιοχές κωδικοποίησης - είναι πάνω από 95% πανομοιότυπα. "Το μόνο συμπέρασμα που μπορούσαμε να καταλήξουμε ήταν ότι το γονίδιο μεταφέρθηκε οριζόντια", είπε.

Αλλά όταν η ομάδα προσπάθησε να δημοσιεύσει τα ευρήματά της, αντιμετώπισαν σημαντική απώθηση. «Το στέλναμε περιοδικά σε περιοδικά και έπρεπε πραγματικά να παλέψουμε για να το αποκτήσουμε», θυμάται. Ο χρονισμός τους ήταν ίσως ατυχής. Το 2001, μια από τις σημαντικότερες εργασίες που περιγράφει το πρόσφατα αλληλουχημένο ανθρώπινο γονιδίωμα έκανε εξαιρετικούς ισχυρισμούς για οριζόντιες μεταφορές γονιδίων από βακτήρια με βάση τις συγκρίσεις με ορισμένα γονιδιώματα ζώων. Αυτοί οι ισχυρισμοί διαψεύστηκαν γρήγορα από εργασίες που έδειξαν ότι οι γενεαλογίες των ειδών μεταξύ βακτηρίων και ανθρώπων στο δέντρο της ζωής είχαν κάποτε τα γονίδια αλλά τα έχασαν.

«Στη συνέχεια ήρθαμε και προσπαθήσαμε να το δημοσιεύσουμε, και ήταν σε ένα κλίμα όπου οι άνθρωποι έλεγαν:«Αυτοί οι ισχυρισμοί είναι κουκέτες», είπε ο Graham. Ακόμη και μετά τη δημοσίευση της εργασίας το 2008 από την PLOS ONE , τα συμπεράσματα αμφισβητήθηκαν. «Πιθανώς περίπου οι μισοί άνθρωποι στον τομέα μας είπαν:«Ω! Αυτό είναι πραγματικά υπέροχο!» και το άλλο μισό είπε:«Όχι. Δεν σας πιστεύουμε», είπε.

Η δυσπιστία στα ευρήματά τους ήταν κατανοητή επειδή τα εμπόδια στην οριζόντια μεταφορά στους ευκαρυώτες έμοιαζαν ανυπέρβλητα. Οι οριζόντιες μεταφορές είναι κοινές και εύκολες στα βακτήρια, των οποίων το DNA βρίσκεται ακριβώς μέσα στο κυτταρόπλασμά τους. Εάν ένα θραύσμα DNA μπορεί να περάσει μέσα από το κυτταρικό τοίχωμα και τη μεμβράνη ενός βακτηρίου, δεν υπάρχουν πολλά που να εμποδίζουν την ενσωμάτωσή του στο γονιδίωμα. Αλλά οι ευκαρυώτες διατηρούν το γονιδίωμά τους κλεισμένο μέσα σε ένα δεύτερο φράγμα, τον πυρήνα, και τις περισσότερες φορές, το DNA τους συμπυκνώνεται στενά σε χρωμοσώματα που περιορίζουν τις ευκαιρίες για μάτισμα στο γονιδίωμα. Επιπλέον, για να εγκατασταθεί μια οριζόντια μεταφορά σε ένα ευκαρυωτικό είδος, δεν μπορεί να ενσωματωθεί στο DNA οποιουδήποτε κυττάρου. χρειάζεται να καταλήξει σε γεννητικό κύτταρο, να μεταδοθεί στους απογόνους και να επιμείνει στον γενικό πληθυσμό. Αυτή η αλυσίδα γεγονότων φαινόταν εξαιρετικά απίθανη σε πολλούς επιστήμονες.

Για να μην αποθαρρυνθεί, η Γκράχαμ και οι συνάδελφοί της έψαξαν βαθύτερα. Κλωνοποιώντας μεγάλα κομμάτια του γονιδιώματος του smelt σε βακτήρια, προσδιόρισαν ότι το smelt έχει μόνο ένα γονίδιο AFP. Όταν εξέτασαν τις αντίστοιχες γονιδιωματικές περιοχές άλλων ψαριών με δημοσιευμένες αλληλουχίες γονιδιώματος, δεν βρήκαν ίχνη γονιδίου AFP, ούτε καν ανενεργό, αν και υπήρχε η σειρά γονιδίων που πλαισιώνουν το γονίδιο AFP του σμάλτου. «Αυτό υποδηλώνει ότι αυτό ήταν κάτι που μπήκε. ήταν μια νέα άφιξη στο smelt», εξήγησε. "Κι όμως, εξακολουθούσαμε να είχαμε ανθρώπους που έλεγαν:"Όχι, δεν το αγοράζουμε".

Τελικά, το 2019, δημοσιεύτηκε μια πλήρης αλληλουχία για το γονιδίωμα της ρέγγας. Επέτρεψε στην ομάδα να εξετάσει καλύτερα τις αλληλουχίες που περιβάλλουν το γονίδιο AFP, μερικά από τα οποία φάνηκαν να είναι μετατιθέμενα στοιχεία (TEs ή τρανσποζόνια), κινητά κομμάτια DNA που μπορούν να αντιγράψουν και να επικολληθούν σε ένα γονιδίωμα. Το γονιδίωμα της ρέγγας περιέχει πολλά αντίγραφα αυτών των ΤΕ, αλλά απουσιάζουν από άλλα ψάρια - με μια χαρακτηριστική εξαίρεση. Τρία από αυτά πλαισιώνουν το γονίδιο AFP του ουράνιου τόξου, με την ίδια σειρά που παρατηρείται γύρω από το γονίδιο AFP της ρέγγας.

Ο Γκράχαμ πιστεύει ότι αυτές οι αλληλουχίες είναι «οριστική απόδειξη» ότι ένα μικρό κομμάτι χρωμοσώματος ρέγγας μπήκε σε ένα μυρωδάτο. "Αν κάποιος θέλει να το αμφισβητήσει αυτό", είπε, "ξέρετε, δεν βλέπω πώς θα μπορούσαν να το κάνουν."

Ο Cédric Feschotte, βιολόγος γονιδιώματος στο Πανεπιστήμιο Cornell που δεν συμμετείχε στη μελέτη, συμφωνεί. «Φαίνεται αναμφισβήτητο όταν κοιτάς τα δεδομένα», είπε. Αυτό που πραγματικά τον ιντριγκάρει, ωστόσο, είναι πόσο καλά αυτό το εύρημα συνάδει με τη δουλειά που κάνει ο ίδιος και άλλοι σχετικά με τα μεταφερόμενα στοιχεία και την άνοδο νέων γονιδίων.

Για παράδειγμα, σε μια μελέτη του 2008 στο Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών , αυτός και οι συνάδελφοί του εντόπισαν ένα νέο είδος ΤΕ που βρέθηκε σε μια ανόμοια ομάδα σπονδυλωτών, συμπεριλαμβανομένων ελάχιστων ειδών θηλαστικών, ενός ερπετού και ενός αμφίβιου. Αυτά τα ΤΕ ήταν περισσότερο από 96% πανομοιότυπα σε αυτά τα είδη, αλλά απουσίαζαν περιέργως από άλλα γονιδιώματα που εξετάστηκαν. Επειδή τα στοιχεία φαινόταν να εμφανίστηκαν ξαφνικά από το πουθενά, ο Feschotte και οι συνάδελφοί του τα ονόμασαν στοιχεία Space Invader (SPIN) και κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι πρέπει να μετακινήθηκαν πρόσφατα οριζόντια μεταξύ των διάφορων σειρών. Αυτά τα TE δεν ήταν απλώς γενετικός θόρυβος στους νέους ξενιστές τους:Τα ποντίκια, για παράδειγμα, είχαν αποκτήσει ένα εντελώς νέο λειτουργικό γονίδιο επιλέγοντας ένα ένζυμο στοιχείου SPIN.

Από το έγγραφο SPIN του 2008, έχουν αναφερθεί χιλιάδες άλλες οριζόντιες μεταφορές ΤΕ μεταξύ ζώων. Αν και αυτές οι υποτιθέμενες οριζόντιες μεταφορές αντιμετωπίστηκαν αρχικά με έκπληξη, όπως και το γονίδιο AFP του Graham, τα στοιχεία είναι πλέον αναμφισβήτητα.

Για το πλαίσιο, αξίζει να σημειωθεί ότι οι οριζόντιες μεταφορές μπορεί να είναι δύσκολο να ανιχνευθούν:Με την πάροδο του χρόνου, όλο και περισσότερες μεταλλάξεις συσσωρεύονται τόσο στην αρχική όσο και στη γενεαλογία των αποδεκτών, επισκιάζοντας τις ομοιότητες σε ένα κοινό γονίδιο. Η απόδειξη ότι ένα γονίδιο έχει μεταφερθεί οριζόντια εξαρτάται επίσης από την απόδειξη ότι δεν υπήρχε κάποτε σε άλλα συγγενικά είδη και στη συνέχεια χάθηκε μέσω της εξέλιξης, κάτι που μπορεί να είναι δύσκολο όταν ορισμένα από αυτά τα είδη έχουν εξαφανιστεί.

"Το ποσοστό της πραγματικής οριζόντιας μεταφοράς είναι πιθανώς πολύ, πολύ υψηλότερο από ό,τι αντιλαμβανόμαστε", είπε ο Schaack.

Συνεχώς σε κίνηση

Αν και κανείς δεν γνωρίζει πόσο συχνά το DNA μεταπηδά μεταξύ κυττάρων σπονδυλωτών, ο Clément Gilbert, εξελικτικός βιολόγος στο Πανεπιστήμιο Paris-Saclay στη Γαλλία, και οι συνεργάτες του βρήκαν τουλάχιστον 975 μεταφορές όταν εξέτασαν τα 307 γονιδιώματα σπονδυλωτών που ήταν δημόσια διαθέσιμα στο GenBank στο τέλος. του 2017. Αυτό που ξεχωρίζει σε αυτά τα δεδομένα είναι ότι αυτές οι μεταφορές γίνονται σε συντριπτική πλειοψηφία μεταξύ ψαριών. Σχεδόν το 94% των μεταφορών αφορούσαν ψάρια με πτερύγια ακτίνων. λιγότερο από το 3% αφορούσαν πτηνά ή θηλαστικά.

«Είμαι ακόμα πολύ μπερδεμένος για το πώς αυτό είναι δυνατό», είπε.

Μια εξήγηση θα μπορούσε να εξαρτάται από τις περίφημες πληθωρικές προσπάθειες ωοτοκίας της ρέγγας. «Αν πετάτε με αεροπλάνο και κοιτάξετε προς τα κάτω την ακτογραμμή όπου γεννιούνται, το νερό έχει γαλακτώδες λευκό χρώμα, επειδή απελευθερώνεται τόσο πολύ σπέρμα κατά τη διαδικασία ζευγαρώματος», είπε ο Graham. Η συντριπτική πλειοψηφία αυτών των σπερματοζωαρίων αποτυγχάνει να βρει ωάρια, να υποβαθμιστεί και να απελευθερώσει το DNA τους.

Πιστεύει ότι το DNA θα μπορούσε να κολλήσει στους γαμέτες από άλλα είδη που ωοτοκούν στην ίδια περιοχή και στη συνέχεια να συρθεί σε ένα ωάριο κατά τη διάρκεια της γονιμοποίησης. Για δεκαετίες, οι γενετικοί μηχανικοί έχουν χρησιμοποιήσει μια παρόμοια τεχνική που ονομάζεται μεταφορά γονιδίων μέσω του σπέρματος για να δημιουργήσουν διαγονιδιακούς οργανισμούς. Δεν υπάρχει καμία εγγύηση ότι αυτό θα οδηγήσει σε επιτυχή εισαγωγή DNA, αλλά μερικές φορές συμβαίνει — «και μετά ξαφνικά, μπαμ! Ορίστε. Έχετε έναν διαγονιδιακό οργανισμό», είπε ο Γκράχαμ. Αυτός θα μπορούσε να είναι ο τρόπος με τον οποίο το γονίδιο AFP της ρέγγας μπήκε στο μυρωδάτο και πόσες από τις άλλες οριζόντιες μεταφορές γονιδίων που είδε ο Gilbert στα ψάρια, επίσης.

Αλλά δεν μπορεί να είναι η μόνη εξήγηση:Οριζόντιες γενετικές μεταφορές εμφανίζονται επίσης σε ζώα των οποίων οι γαμέτες δεν έχουν την ίδια ευκαιρία να συλλάβουν το λανθασμένο DNA.

Οτοστόπ στα παράσιτα

Μια μέρα, ο David Adelson, ο οποίος μελετά την εξέλιξη του γονιδιώματος στο Πανεπιστήμιο της Αδελαΐδας στην Αυστραλία, προσεγγίστηκε για βοήθεια από τον πτυχιούχο φοιτητή του James Galbraith, ο οποίος βοηθούσε έναν συνάδελφό του να σχολιάσει το γονιδίωμα του θαλάσσιου φιδιού της ελιάς (Aipysurus laevis ). Ο Γκάλμπρεϊθ ανακάλυψε ότι ορισμένες από τις ακολουθίες δεν σχετίζονταν με τίποτα άλλο που βρέθηκε στα ερπετά. Έτσι, ο Adelson και ο Galbraith έσκαψαν βαθύτερα.

Στο τέλος, ανακάλυψαν στοιχεία επτά οριζόντιων μεταφορών ΤΕ στο γονιδίωμα του θαλάσσιου φιδιού. Ήταν δύσκολο να πει κανείς ποια ακριβώς είδη ήταν οι δότες, αλλά ο Adelson είπε ότι τα καλύτερα ταίρι βρέθηκαν σε ψάρια και, σε μια περίπτωση, σε κοράλλια.

Η υπόθεση της εξωτερικής γονιμοποίησης του Graham δεν ταιριάζει σε αυτά τα φίδια, τα οποία γονιμοποιούν εσωτερικά και γεννούν ζωντανά νεαρά. Αντίθετα, ο Adelson ποντάρει στην εμπλοκή παρασίτων. «Τα παράσιτα πηγαίνουν από είδος σε είδος, έχουν ενδιαφέροντες κύκλους ζωής και μπορεί να είναι εσωτερικοί», εξήγησε. Μελέτες οριζόντιων μεταφορών σε χερσαία είδη εμπλέκουν και παράσιτα.

Ενώ η Atma Ivancevic, τώρα μεταδιδακτορική στο Πανεπιστήμιο του Κολοράντο, Boulder, ήταν διδακτορική φοιτήτρια του Adelson, εντόπισε την εξελικτική ιστορία των ΤΕ σε σπονδυλωτά και άλλα είδη. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον για αυτήν είχαν τα TE που ονομάζονταν BovBs — μικρές ακολουθίες περίπου 3.000 ζευγών βάσεων με αποσπασματική κατανομή μεταξύ των ζώων:Είναι σε αγελάδες και μερικά μαρσιποφόρα, αλλά σε λίγα θηλαστικά ενδιάμεσα, και εμφανίζονται επίσης σε φίδια και άλλα ερπετά . Ο Ιβάνσεβιτς αναζήτησε στοιχεία για την απώλεια αυτών των τρανσποζονίων στις ενδιάμεσες γενεές, αλλά δεν βρήκε κανένα.

Στη συνέχεια, η ομάδα βρήκε κάτι ακόμα πιο ενδιαφέρον:Τα BovB που μοιάζουν πολύ με αυτά στις αγελάδες και τα φίδια ήταν επίσης σε τσιμπούρια και κοριούς. Μελέτες έχουν δείξει ότι αυτά τα δαγκωτικά παράσιτα μπορούν να περάσουν ιούς στους ξενιστές τους μέσω εκκρινόμενων κυστιδίων που ονομάζονται εξωσώματα. Εάν τα ΤΕ μπορούν επίσης να καταλήξουν σε εξωσώματα, τότε ο Ivancevic πιστεύει ότι τα παράσιτα δαγκώματος και τα εξωσώματά τους μπορεί να λειτουργήσουν από κοινού ως φορείς για τη μεταφορά ΤΕ από έναν ξενιστή σε έναν δεύτερο ξενιστή.

Επομένως, οι διαφορές στο πόσο συχνά παρασιτούν διάφορα είδη μπορεί να συμβάλλουν στη συχνότητα με την οποία λαμβάνουν οριζόντιες μεταφορές. Οι διαφορές μπορεί επίσης να αντικατοπτρίζουν κάτι πιο βασικό στη φυσιολογία ή τη βιοχημεία τους:Ορισμένοι οργανισμοί μπορεί να είναι λιγότερο διακριτικοί όσον αφορά την αποτροπή της καθίζησης περιπλανώμενων κομματιών DNA στο γονιδίωμά τους. Ίσως η αυξημένη αφθονία μεταφορών στα ψάρια να έχει να κάνει περισσότερο με τα ίδια τα ζώα και όχι με τον βιότοπό τους.

Στην πραγματικότητα, «δεν υπάρχει ούτε μία απάντηση», είπε ο Feschotte. «Είναι λίγο από όλα». Ωστόσο, η δοκιμή αυτών των υποθέσεων θα ήταν χρήσιμη. Όχι μόνο η έρευνα μπορεί να αποκαλύψει πιθανούς περιβαλλοντικούς παράγοντες που εμπλέκονται. θα μπορούσε να βοηθήσει να διευκρινιστεί πώς ακριβώς γίνονται αυτές οι μεταφορές.

Βομβαρδίστηκε από DNA

«Πόσο συχνά παίρνω πραγματικά ένα κομμάτι DNA από το περιβάλλον μου και δεν το ξέρω;» ρώτησε ο Σακ. «Ίσως πολλά. ίσως περισσότερο από όσο καταλαβαίνω». Τέτοιες μεταφορές θα μπορούσαν να περάσουν απαρατήρητες εκτός και αν συνέβαιναν στα γεννητικά κύτταρα. Τα συμβάντα μεταφοράς που ανιχνεύονται πρέπει επομένως να είναι μόνο ένα μικρό ποσοστό του πλήρους αριθμού μεταφορών που πραγματοποιούνται.

Η ανησυχητική πιθανότητα είναι ότι οι οριζόντιες μεταφορές DNA θα μπορούσαν να συμβαίνουν συνεχώς. Για παράδειγμα, ένα PLOS Genetics 2020 Το έγγραφο διαπίστωσε ότι τα ΤΕ όχι μόνο μεταπηδούν στα γονιδιώματα των κουνουπιών αλλά μπορούν να μεταδοθούν σε άλλα είδη μέσω των νηματωδών σκουληκιών που μεταφέρουν τα κουνούπια. «Πόσες φορές μας έχουν τσιμπήσει κουνούπια;» ρώτησε ο Άντελσον. «Η άποψή μου είναι ότι αυτό συμβαίνει με εκπληκτικό ρυθμό. … Βάζω στοίχημα ότι μας βομβαρδίζουν συνεχώς.”

Όποιος κι αν είναι ο ρυθμός των οριζόντιων μεταφορών, η σωρευτική τους επίδραση στην εξελικτική ιστορία είναι αναμφισβήτητη. Πάρτε την επίδραση του μεταφερόμενου γονιδίου AFP στο smelt. «Πιστεύουμε ότι μόλις η μυρωδιά απέκτησε αυτό το γονίδιο, είχε ένα άμεσο επιλεκτικό πλεονέκτημα», είπε ο Graham. «Αυτό το επιλεκτικό πλεονέκτημα δεν είναι το πάγωμα μέχρι θανάτου σε παγωμένα νερά». Αυτό σήμαινε ότι η μυρωδιά θα μπορούσε να εξαπλωθεί προς τα βόρεια και να απολαύσει ελεύθερα τα χέρια στην Αρκτική, μετατοπίζοντας τη σύνθεση αυτού του οικοσυστήματος.

Ακόμα κι αν τα μεταδιδόμενα στοιχεία μερικές φορές απορρίπτονται ως «σκουπίδια» DNA, μπορεί να έχουν δραματικές επιπτώσεις. Τα μεταφερόμενα στοιχεία είναι «ο πιο συναρπαστικός, δυναμικός και δυνητικά σημαντικός τομέας του γονιδιώματος», είπε ο Schaack, ειδικά επειδή αντιπροσωπεύουν «μια εσωτερική πηγή μεταλλαξιογένεσης σε κάθε γονιδίωμα». Όχι μόνο αλλάζουν το DNA όταν επικολλώνται, αλλά επειδή αποτελούνται από επαναλαμβανόμενες αλληλουχίες, η ίδια η παρουσία τους αυξάνει την πιθανότητα γενετικού ανασυνδυασμού.

«Ό,τι θέλετε, μπορώ να σας δώσω ένα παράδειγμα του τι μπορεί να κάνει και τι έχει κάνει ένα τρανσποζόνιο», είπε ο Feschotte. «Φέρνοντας νέα γονίδια, νέες ρυθμιστικές αλληλουχίες, αναδιάταξη χρωμοσωμάτων — πείτε το». Επισημαίνει ότι η ικανότητα του ανοσοποιητικού συστήματος να δημιουργεί μια αστρονομική ποικιλία αντισωμάτων φαίνεται να προέρχεται από ένα ΤΕ που εισήλθε ξαφνικά στο γονιδίωμα του προγόνου όλων των σπονδυλωτών με γνάθο πριν από 400 εκατομμύρια χρόνια.

Ο Gilbert συμφώνησε ότι τα ΤΕ μπορούν να είναι μια τεράστια πηγή γονιδιωματικής καινοτομίας. "Το γεγονός ότι αυτά τα στοιχεία μεταφέρονται πολύ μεταξύ των taxa μέσω της οριζόντιας μεταφοράς, και όχι μόνο μέσω της κάθετης εξέλιξης, σημαίνει ότι η οριζόντια μεταφορά έχει σημαντικό αντίκτυπο", είπε.

Αν και οι μεταφορές σε σωματικά κύτταρα είναι εξελικτικά αδιέξοδα, θα μπορούσαν να επηρεάσουν την υγεία και τη φυσική κατάσταση των ατόμων, σημείωσε ο Adelson. Η αλλαγή του γονιδιώματος οποιουδήποτε κυττάρου θα μπορούσε να έχει φυσιολογικές προεκτάσεις, όπως η πρόκληση καρκινικής ανάπτυξης. «Απλώς δεν έχουμε ιδέα για τον αντίκτυπο αυτών των πραγμάτων», είπε.

Μελλοντικές μελέτες μπορεί να ποσοτικοποιήσουν τον ρυθμό μεταφοράς DNA στην καθημερινή μας ζωή. Οι πρόσφατες εξελίξεις στην αλληλουχία ενός κυττάρου και της μακράς ανάγνωσης έθεσαν τα πειράματα που απαιτούνται για να δούμε τις μεταφορές σε πραγματικό χρόνο σε κοντινή απόσταση, είπε ο Adelson. "Νομίζω ότι η πρώτη φορά που κάποιος αναφέρει ότι υπάρχει μεταφορά DNA από τσίμπημα κουνουπιού σε άνθρωπο ... θα τραβήξει την προσοχή", είπε.

Οι εξελίξεις στην εξελικτική μοντελοποίηση και τη γενετική μπορεί επίσης να μας επιτρέψουν να αναζητήσουμε αρχαίες μεταφορές γονιδίων που ήταν πολύ δύσκολο να εντοπιστούν μόλις πριν από μια δεκαετία. Ο Gilbert πιστεύει ότι αρκετά ολόκληρα γονιδιώματα έχουν πλέον προσδιοριστεί ως προς την αλληλουχία που θα μπορούσε να σαρώσει το δέντρο των σπονδυλωτών για μεταφορές ολόκληρου γονιδίου, όπως ο ίδιος και οι συνάδελφοί του ανίχνευσαν εκατοντάδες μεταφορές ΤΕ. «Σκεφτήκαμε να το κάνουμε», είπε. "Απλώς πρέπει να το κάνουμε."