Para ilmuwan dari Universitas Adelaide telah menunjukkan bahwa perpindahan gen secara luas antar spesies secara radikal telah mengubah genom mamalia dewasa ini, dan menjadi penggerak evolusi yang penting.
Dalam studi terbesar di dunia yang disebut “jumping genes” atau gen melompat, para peneliti telah melacak dua gen lompatan tertentu di 759 spesies tumbuhan, hewan, dan jamur. Gen-gen yang melompat ini sebenarnya adalah potongan-potongan kecil DNA yang dapat menyalin dirinya sendiri di seluruh genom dan dikenal sebagai transposon atau unsur-unsur yang dapat berpindah.
Para ilmuwan telah menemukan bahwa transfer lintas spesies, bahkan antara tumbuhan dan hewan, telah sering terjadi sepanjang evolusi.
Kedua unsur transposabel yang mereka lacak – L1 dan BovB – memasuki mamalia sebagai DNA asing. Ini adalah pertama kalinya seseorang menunjukkan bahwa unsur L1, yang penting bagi manusia, telah melompat di antara spesies.
“Melompat gen, secara tepat disebut retrotransposon, menyalin dan menempelkan diri di sekitar genom, dan dalam genom spesies lain. Cara mereka melakukan hal ini belum diketahui meskipun serangga seperti kutu, nyamuk, atau bahkan virus mungkin telah terlibat – hal ini masih merupakan teka-teki besar,” kata pemimpin proyek David Adelson dari Universitas Adelaide.
“Proses ini disebut transfer horisontal, berbeda dari transfer normal orangtua-keturunan, dan itu memiliki dampak yang sangat besar pada evolusi mamalia.”
Misalnya, Adelson mengatakan, 25% genom sapi dan domba berasal dari gen melompat.
“Bayangkan gen melompat sebagai parasit,” kata Adelson. “Apa yang ada di DNA tidak begitu penting – itu adalah fakta bahwa mereka memperkenalkan diri pada genom lain dan menyebabkan gangguan gen dan bagaimana mereka mencocokkan.”
Diterbitkan di jurnal Genome Biology, bekerja sama dengan Museum Australia Selatan, para peneliti menemukan transfer gen horizontal jauh lebih luas daripada yang pernah dipikirkan.
“Unsur L1 dianggap mewarisi hanya dari orang tua sampai keturunan,” kata penulis utama Atma Ivancevic, peneliti pascadoktoral di Fakultas Kedokteran Universitas Adelaide. “Kebanyakan penelitian hanya melihat segelintir spesies dan tidak menemukan bukti transfer. Kami melihat sebanyak mungkin spesies sebagaimana kami bisa.”
Unsur L1 pada manusia telah dikaitkan dengan kanker dan gangguan neurologis. Para peneliti mengatakan bahwa memahami pewarisan unsur ini penting untuk memahami evolusi penyakit.
Para peneliti menemukan L1 melimpah pada tumbuhan dan hewan, meskipun hanya muncul secara sporadis pada jamur. Tetapi hasil yang paling mengejutkan adalah kurangnya L1 dalam dua spesies mamalia utama – monotremata Australia (platypus dan echidna) – menunjukkan bahwa gen memasuki jalur evolusi mamalia menyebabkan penyimpangan dari hewan monotremata.
“Menurut kami, masuknya L1 ke dalam genom mamalia adalah pendorong utama evolusi pesat pada mamalia selama 100 juta tahun terakhir,” kata Adelson.
Tim juga melihat pengalihan elemen BovB antar spesies. BovB adalah gen lompatan yang jauh lebih muda: gen ini pertama kali ditemukan pada sapi, tetapi sejak itu telah terbukti melompat di antara sejumlah hewan aneh termasuk reptil, gajah dan marsupial. Penelitian sebelumnya, yang dipimpin oleh Adelson, menemukan bahwa kutu adalah fasilitator yang paling mungkin dari transfer BovB lintas spesies.
Penelitian baru ini memperluas analisis untuk menemukan bahwa BovB telah melonjak bahkan lebih luas daripada yang diantisipasi sebelumnya. BovB telah ditransfer setidaknya dua kali antara katak dan kelelawar, dan spesies vektor potensial baru termasuk kutu busuk, lintah dan belalang.
Tim percaya bahwa mempelajari spesies serangga akan membantu menemukan lebih banyak bukti transfer lintas spesies. Mereka juga bertujuan untuk mempelajari gen melompat lainnya dan mengeksplorasi kemungkinan vektor lingkungan perairan, seperti cacing laut dan nematoda.
“Meskipun pekerjaan kami baru-baru ini melibatkan analisis genom lebih dari 750 spesies, kami hanya mulai menggores permukaan transfer gen horizontal,” kata Adelson. “Ada lebih banyak spesies untuk diteliti dan jenis gen melompat lainnya.”
