Magyar kutatók új magyarázata az evolúció egyik legnagyobb rejtélyére: miért csak egyszer alakultak ki a sejtmagvas sejtek?

Az egysejtűekre rendkívül jellemző a horizontális géntranszfer (HGT), amely során a mikrobák egymást közt intenzíven kicserélik a genetikai anyagaikat. Ez a folyamat igen gyakori a sejtmag nélküli egysejtűekben (prokariótákban), és bár gyors alkalmazkodást biztosít, egyben instabilitást is okoz: a baktériumok genetikai állománya folyamatosan változik, ahogy a változó forrásokhoz, körülményekhez és partnerekhez alkalmazkodnak. Ennek a következménye, hogy szoros, fajspecifikus együttműködések nehezen tarthatóak fenn.

A baktériumok között az együttélés és együttműködés is rendkívül gyakori – ám sejten belül soha sem tartós. A nagy mennyiségű HGT magyarázatot adhat arra, hogy miért hiányoznak a stabil endoszimbiotikus partnerkapcsolatok a prokariótáknál: egyszerűen túl nagy a genetikai „átjárhatóság”, és a szimbionta partnerek – még ha be is jutnak a sejtbe –, könnyen lecserélhetők vagy kifoszthatók: a hasznos gének átvétele után a gazda megszabadul a partnertől. Rosszabb esetben a gazda maganyaga állandó veszélynek van kitéve, ahogy a partnerek génjei folyamatosan bombázzák.

A szerzők szerint a sejtmag, illetve az azt megelőző egyszerűbb belső membránok, megoldást jelenthettek erre a problémára. A DNS újabb membránok mögé rejtésével illetve a génátírás és fehérjeszintézis térbeli szétválasztásával a leendő gazda csökkenthette az idegen gének átírásának és beépülésének esélyét, hiszen akár egyetlen átmeneti endoszimbionta partner esetében is rendkívül kártékony lehetett a HGT. A magmembrán kialakulása után a bekebelezett baktérium (a mitokondrium őse) már jóval kisebb eséllyel szólhatott bele károsan a gazdasejt genomjába, ugyanakkor a szelekció lehetővé tette a hasznos partner-gének biztonságosabb átjutását a gazda genomba. A génáramlás gazda által irányítottá vált, ami lehetővé tette, hogy kialakuljon a tartós endoszimbiózis. Az eukarióták kialakulásának kulcsa tehát nem maga az endoszimbiózis volt, hanem az azt lehetővé tevő belső strukturálódás és munkamegosztás. Ez az egyedülálló innováció megmagyarázhatja, miért csak egyszer történt meg ez az evolúciós áttörés.