Molekularne mechanizmy adaptacji
Aktualnie dostępne metody badania adaptacji często bazują wyłącznie na genach kandydujących wybranych a priori lub na poszukiwaniach śladów selekcji na poziomie DNA. W efekcie możemy otrzymać jednostronny i niepełny obraz mechanizmów adaptacyjnych. Twórcy projektu ADAPT_EVOL (The molecular process and functional consequences of adaptation) postanowili zająć się tym problemem, badając najnowsze przykłady indukowanej przez transpozony adaptacji u muszki owocówki (Drosophila melanogaster). Transpozon jest to sekwencja DNA, która może zmieniać swoją pozycję w genomie jednocześnie tworząc lub odwracając mutacje. Naukowcy rozpoznali adaptacyjne insercje transpozonów w naturalnych populacjach wywodzących się z różnych lokalizacji geograficznych. Pobrali więc sekwencje całych genomów 27 linii pochodzących ze Szwecji oraz 16 linii pochodzących z południowych Włoch. Analizy wszystkich 43 linii, wraz z analizą 141 linii pochodzących z Północnej Karoliny (USA) oraz 20 od populacji w Rwandzie pozwoliły badaczom zidentyfikować 39 prawdopodobnych adaptacyjnych transpozonów. Okazało się, że częstotliwość ich występowania w populacjach spoza Afryki była duża oraz niewielka albo zerowa w populacji rwandyjskiej. To sugerowało, że te konkretne transpozony biorą udział w adaptowaniu się do środowiska pozaafrykańskiego. Naukowcy postulowali również, że częstotliwość występowania 15 spośród 39 prawdopodobnych adaptacyjnych transpozonów była zwiększona na skutek selekcji pozytywnej. W toku dalszych badań nad mechanizmami molekularnymi i przydatnością 6 prawdopodobnych adaptacyjnych transpozonów wykazano, że 5 z nich uczestniczyło w odpowiedzi na stres, a 2 w odpowiedzi na stres wywołany zbyt niską temperaturą. Ponadto 1 transpozon brał udział w odpowiedzi na stres oksydacyjny, 1 w odpowiedzi na stres wywołany metalami ciężkimi oraz 1 w odpowiedzi na stres ksenobiotyczny. Projekt ADAPT_EVOL wykazał, że zdolność radzenia sobie ze stresogennym środowiskiem jest istotną cechą adaptacyjną w naturalnych populacjach D. melanogaster. Okazało się, że 2 spośród 6 adaptacyjnych transpozonów miały wpływ zarówno na budowę, jak i ekspresję sąsiedniego genu, a kolejne 3 tylko na ekspresję. Twórcy projektu wykazali, że transpozony są przydatnym narzędziem do badania procesów adaptacyjnych w występujących naturalnie populacjach. Ponieważ są one obecne w dosłownie wszystkich przebadanych dotąd organizmach, można domniemywać, że rola transpozonów w ewolucji adaptacyjnej nie ogranicza się wyłącznie do muszki owocówki.
