Un profundo misterio dio a las lombrices de tierra los genomas más caóticos jamás vistos: Heaven32
En los tiempos en que los gusanos salieron del agua salada y entraron en el agua dulce, experimentaron una reorganización cataclísmica de su material genético.
Este evento destrozó genes que alguna vez funcionaron, incluidos algunos de los involucrados en procesos críticos de división celular, dejando lombrices de tierra, sanguijuelas y sus otros clitelado parientes con los genomas más desordenados conocidos.
“Todo se rompió y luego se reorganizó de forma completamente aleatoria”, explica Rosa Fernández, del Instituto de Biología Evolutiva (CSIC-UPF) de España. dijo Christie Wilcox en Ciencia“Hice que mi equipo repitiera el análisis mil veces”.
Tres grupos de investigadores han llegado de forma independiente a esta misma conclusión, desmintiendo así una suposición sostenida durante mucho tiempo de que es necesario un cierto nivel de estabilidad genética para que las especies animales eviten la extinción.
El biólogo evolutivo Carlos Vargas-Chávez, también del CSIC-UPF, y sus colegas descubrieron que la pérdida de genes es aproximadamente un 25 por ciento mayor en la línea de gusanos que se convirtieron en clitellata, en comparación con sus otros parientes.
Sospechan que los genomas del gusano se alteraron en respuesta a los cambios hacia nuevos hábitats, pero aún tienen que determinar qué fue primero, las incursiones del gusano en agua dulce y tierra o las aventuras de sus genes en nuevas posiciones en sus moléculas genéticas (cromosomas).
“Si bien el momento de este reordenamiento genómico aún no está claro, sostenemos que es muy poco probable que las características genómicas observadas en los clitelados hayan surgido a través de… reordenamientos a lo largo del tiempo”, afirman los investigadores. explican en su artículo
En cambio, los patrones que Vargas-Chávez y su equipo observaron sugieren una “catástrofe unicelular” que básicamente destruyó el genoma de un gusano en un corto período de tiempo. Sugieren que cambios drásticos en las condiciones ambientales, incluida la exposición repentina a más oxígeno o radiación, podrían desencadenar esto.
Los autores comparan los asombrosos cambios genómicos de los gusanos con los procesos identificados en cáncer células.
Mayoría bilateralesSe creía que los animales como nosotros, que tienen un lado izquierdo y otro derecho en un espejo, tenían secciones de cromosomas muy conservadas. Esta estabilidad es vital para alinear correctamente las dos hebras de ADN que los forman, cuando se separan y luego se emparejan con una hebra de cada progenitor durante la reproducción.
Los genomas, desde las esponjas hasta los monos, tienen estas largas cintas de genes que permanecen juntas en un orden específico en especies distantemente relacionadas. conservado durante cientos de millones de años
Estas cintas pueden moverse hasta cierto punto, pero sus secuencias dentro de estas secciones permanecen relativamente intactas. Pero no sucede lo mismo en el caso de las sanguijuelas y las lombrices de tierra.
“En general, la antigua arquitectura del genoma bilateral se ha perdido por completo dentro de los clitelados”, dijo un segundo equipo, dirigido por el genómico evolutivo Thomas Lewin del Centro de Investigación de Biodiversidad de Taiwán. encontró.
El equipo de Lewin está investigando cómo cambios tan inesperadamente drásticos en los cromosomas han dado forma a la evolución animal.
“Los casos de conservación de la estructura del genoma son excepcionalmente raros”, afirman Lewin y sus colegas. explicar en otro estudioargumentando que, en contraste con suposiciones anteriores, son “la excepción y no la regla”.
Pero si bien las reconfiguraciones genéticas masivas pueden ser más comunes de lo que se creía anteriormente, conllevan riesgos, como se preveía. Un tercer equipo Examinaron los genomas de 2.291 especies En todos los clados animales principales, el hallazgo de cambios cromosómicos drásticos puede estar asociado con eventos de extinción importantes.
“Una pregunta pendiente es cómo este profundo evento de remodelación del genoma no resultó en extinción”, escribir Vargas-Chávez y colegas.
Descubrieron que los genomas de los gusanos marinos ancestrales no parecen estar organizados en compartimentos y, por lo tanto, son “mucho más flexibles” que en otros animales.
Esto “puede haber resultado en una alta resiliencia a la remodelación profunda del genoma que ocurre después de la codificación cromosómica”, dijo el equipo. concluyeEsto también sugiere que es probable que se estén produciendo reordenamientos genéticos tan dramáticos en estas especies.
Esta investigación está disponible en el servidor de preimpresión. bioRxivjunto con dos relacionado papelesy otro ha sido publicado en Biología molecular y evolución.