Volgens de onderzoekers van het John Innes Centre in Norwich, VK, is de extra kopie van een gen die door duplicatie wordt geproduceerd niet altijd een ‘egoïstisch’ element dat door toeval overleeft, zoals eerder werd gedacht. In plaats daarvan geloven de onderzoekers dat dergelijke genen een cruciale rol kunnen spelen in de evolutie van nieuwe biologische functies.

Hoofdonderzoeker dr. Richard Mott zei:"De conventionele opvatting is dat de functie van gedupliceerde genen in de loop van de tijd uiteenloopt, zodat beide kopieën kunnen overleven. Met andere woorden, de kopieën vervullen verschillende rollen en worden onmisbaar voor het organisme.

"Wij zijn van mening dat dit niet het complete plaatje is en dat in veel gevallen één van de kopieën zijn oorspronkelijke functie kan behouden, terwijl de ander vrij is om geheel nieuwe functies te verwerven."

Genduplicatie is een belangrijk mechanisme voor het creëren van nieuw genetisch materiaal en er wordt aangenomen dat het een belangrijke rol speelt in de evolutie van complex leven. Genen worden gedupliceerd wanneer chromosomen worden gerepliceerd tijdens celdeling, en na verloop van tijd kunnen de sequenties van de twee kopieën uiteenlopen. Dit kan leiden tot de ontwikkeling van nieuwe genen, die verschillende functies kunnen hebben.

Het is echter een raadsel waarom zoveel gedupliceerde genen in het genoom achterblijven, terwijl natuurlijke selectie in principe de verwijdering van de minder bruikbare kopie zou moeten bevorderen.

De onderzoekers kwamen tot hun conclusies na het bestuderen van de genomen van een verscheidenheid aan planten, waaronder Arabidopsis thaliana, een kleine bloeiende plant die veel wordt gebruikt in genetische studies. Ze ontdekten dat in veel gevallen gedupliceerde genen behouden blijven omdat ze een rol spelen bij het compenseren van de effecten van schadelijke mutaties in andere genen.

Het behoud van gedupliceerde genen zorgt er dus voor dat organismen hun conditie kunnen behouden, zelfs in tijden van milieu-uitdagingen.

Dr. Mott zei:"Onze bevindingen kunnen ons helpen de mechanismen te begrijpen die organismen in staat stellen zich aan te passen aan veranderende omgevingen. Ze suggereren ook dat de evolutie van complexe eigenschappen ingewikkelder en subtieler kan zijn dan we eerder dachten."

Het onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift Nature Genetics.