Descifran el mayor genoma animal: el misterio del pez pulmonado revelado
MadridUn equipo de científicos, incluidos el biólogo Axel Meyer y el bioquímico Manfred Schartl, ha mapeado el código genético del pez pulmonado, descubriendo el genoma más grande jamás encontrado en un animal. El genoma del pez pulmonado es treinta veces mayor que el genoma humano, lo cual nos ayuda a comprender cómo los primeros peces evolucionaron para vivir en tierra firme. Este estudio proporciona información crucial sobre las primeras etapas de los vertebrados terrestres.
Puntos clave de su descubrimiento incluyen:
- El genoma del pez pulmonado sudamericano tiene más de 90 mil millones de bases.
- Este genoma es el doble de grande que el del pez pulmonado australiano, que tenía el récord anterior.
- Los transposones, que se replican y cambian de posición en el genoma, han provocado este crecimiento.
- A pesar de su tamaño, los genomas de los peces pulmonados se mantienen sorprendentemente estables.
- Los análisis genéticos indican adaptaciones evolutivas que permitieron a los primeros vertebrados moverse a la tierra firme.
Los peces pulmonados son fascinantes debido a que conservan características de sus antiguos parientes. El pez pulmonado australiano tiene aletas parecidas a extremidades, las cuales ayudaron a los primeros animales a desplazarse en tierra. En cambio, los peces pulmonados africanos y sudamericanos tienen aletas delgadas semejantes a cuerdas.
Investigaciones indican que los transposones son en gran medida responsables del crecimiento del genoma. Por ejemplo, el genoma del pez pulmonado sudamericano aumenta en una cantidad equivalente al genoma humano cada 10 millones de años. Este rápido crecimiento se debe en parte a los bajos niveles de piRNA, que normalmente mantiene bajo control la actividad de los transposones.
Los resultados indican que no existe una relación directa entre la actividad de los transposones y la inestabilidad genética, lo cual es sorprendente. Este genoma estable ha permitido a los científicos reconstruir la estructura cromosómica del ancestro de los tetrápodos tempranos. Al comparar los genomas de diferentes especies de peces pulmonados, el estudio ayuda a comprender cómo los primeros vertebrados se adaptaron a la vida en tierra firme.
El equipo de investigación utilizó ratones modificados genéticamente con CRISPR-Cas para estudiar cómo las aletas evolucionaron de estructuras similares a las extremidades complejas a formas más simples. Descubrieron que los cambios en la vía de señalización Shh causaron esta evolución. Esta vía es crucial para el desarrollo de extremidades y dedos en vertebrados, mostrando una clara conexión evolutiva.
Ahora que tenemos las secuencias genómicas completas de todas las familias de peces pulmonados actuales, podemos realizar más estudios comparativos. Esto nos permitirá comprender mejor la genética de estos peces y conocer más sobre su lugar en la evolución.
Este estudio resalta la importancia de la genómica en la comprensión de la biología evolutiva. Nos permite aprender cómo animales complejos, como los vertebrados, han evolucionado con el tiempo para adaptarse a diferentes entornos. Esta información es valiosa para futuras investigaciones en evolución y genética.
El estudio se publica aquí:
http://dx.doi.org/10.1038/s41586-024-07830-1y su cita oficial - incluidos autores y revista - es
Manfred Schartl, Joost M. Woltering, Iker Irisarri, Kang Du, Susanne Kneitz, Martin Pippel, Thomas Brown, Paolo Franchini, Jing Li, Ming Li, Mateus Adolfi, Sylke Winkler, Josane de Freitas Sousa, Zhuoxin Chen, Sandra Jacinto, Evgeny Z. Kvon, Luis Rogério Correa de Oliveira, Erika Monteiro, Danielson Baia Amaral, Thorsten Burmester, Domitille Chalopin, Alexander Suh, Eugene Myers, Oleg Simakov, Igor Schneider, Axel Meyer. The genomes of all lungfish inform on genome expansion and tetrapod evolution. Nature, 2024; DOI: 10.1038/s41586-024-07830-1
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