遺伝子の水平伝播

メカニズム

遺伝子の水平伝播には、いくつかのメカニズムがある。

• 形質転換とは、外来の遺伝物質（DNAまたはRNA）を導入、取り込み、発現させることによって、細胞の遺伝子を変化させることである。この過程はバクテリアでは比較的よく見られるが、真核生物ではあまり見られない。形質転換は、実験や産業・医療への応用のために、新規遺伝子を細菌に挿入するために研究室でよく利用される。
• 細菌のDNAが、細菌ウイルス（バクテリオファージ、またはファージ）によって、ある細菌から別の細菌に移動する過程である「トランスダクション」。
• 細菌が細胞同士の接触により、他の細胞に遺伝子を伝達する過程。
• 遺伝子導入剤（GTA）は、宿主の染色体の一部をランダムに含むウイルス様要素である。アルファプロテオバクテリア（Rhodobacterales）目のほとんどのメンバーで発見された。GTAは宿主のゲノムにコードされている。GTAはDNAを頻繁に移送するため、進化において重要な役割を担っている可能性がある。
  2010年の報告では、抗生物質耐性
  遺伝子が、実験室でGTAを操作することによって伝達される可能性があることが明らかになった。
• 遺伝子カセットを転送するためのバクテリアの「キット」であるインテグロン。

歴史

遺伝子の水平伝播は、1959年に日本で初めて発表され、異なる種の細菌間で抗生物質耐性が移動することが証明された。

1980年代半ば、サイバネンは、横方向の遺伝子移動が生物学的に重要であるだけでなく、地球上の生命の誕生から進化の歴史を形成することに関与していることを示唆した。

「遺伝子やゲノムの研究から、原核生物間でかなりの水平移動が起きていることが次第に明らかになってきている」。この現象は、単細胞の真核生物にも何らかの意味があったようである。Baptesteらが観察しているように、「遺伝子移動も原生生物の進化における重要な進化メカニズムである可能性を示唆する証拠が追加された」。

高等植物や動物にまで影響が及んでいることを示す証拠もある。Richardson and Palmer (2007)は次のように述べている。「水平遺伝子移動（HGT）は細菌の進化において主要な役割を果たし、ある種の単細胞真核生物ではかなり一般的である。しかし、多細胞真核生物の進化における水平遺伝子移動の普及と重要性については、まだ不明である」と述べている。