Misteriosos genes sobreviven a las evoluciones de los organismos marinos

estrella de mar corona de espinas

Los animales no marinos como los humanos, las moscas o los ratones no tienen ninguno de esos genes

Cuando las criaturas evolucionan, cambian sus planes genéticos. Pero dentro del material genético, todavía acechan fragmentos de los ancestros más antiguos de una especie.

En una reciente publicación, la investigadora de la Universidad Carnegie Mellon, Saoirse Foley, y sus colegas encontraron 14 genes que podrían brindar información sobre los orígenes de la vida marina.

"Encontramos un conjunto de genes cuyas funciones se desconocen y no tienen ningún dominio de proteína conocido", dijo Foley. "Están distribuidos en un conjunto de organismos marinos y son muy antiguos. Esto fue realmente sorprendente".

Foley, primera autora del artículo, es bioinformática principal de Echinobase, un recurso basado en la web que brinda acceso a datos genómicos, de expresión y funcionales de investigaciones relacionadas con estrellas de mar, pepinos de mar, erizos de mar y otros tipos de equinodermos.

"Desde el punto de vista evolutivo, los equinodermos son viejos y son una buena representación de los primeros animales emergentes. Proporcionan una visión sencilla de cómo puede emerger un grupo de animales", dijo Foley.

Foley es parte del laboratorio de Veronica Hinman, que estudia los equinodermos. Las estrellas de mar y los humanos, junto con otros vertebrados, comparten una serie de similitudes en su desarrollo temprano, organización del genoma y contenido genético.

"Saoirse había comenzado el proyecto pensando que podría detectar genes específicos de equinodermos que podrían ayudarnos a comprender los atributos de estos animales, por lo que fue muy sorprendente encontrar genes tan antiguos y conservados y luego ver que no tenían funciones conocidas", dijo Hinman, Profesora Distinguida Dr. Frederick A. Schwertz de Ciencias de la Vida y directora del Departamento de Ciencias Biológicas de Carnegie Mellon. "Se abrirá un nuevo y emocionante proyecto para tratar de entender sus roles".

Los investigadores utilizaron enfoques filogenómicos para buscar genes ortólogos (genes de diferentes especies que se derivan de un gen ancestral común) que no tenían una función conocida entre los equinodermos. Luego, los investigadores utilizaron ese conjunto de datos para identificar genes que comparten una relación ancestral con otros animales marinos, como esponjas, anémonas y ascidias. Los animales no marinos como los humanos, las moscas o los ratones no tenían ninguno de esos genes.

expresión genética

Imagen: Expresión génica en tejidos embrionarios y adultos representada como un mapa de calor.

"Lo que encontramos fue que no hay genes de equinodermos específicos de linaje", dijo Foley. "La gran cantidad de genes tienen una relación con otros animales fuera del filo de los equinodermos".

Se encontró que tres especies de equinodermos tenían los 14 genes: un lirio de mar (Anneissia japonica), la estrella de mar corona de espinas (Acanthaster planci) y erizos de color púrpura (Strongylocentrotus purpuratus).

Un equipo de Barcelona formado por Anna Vlasova, Marina Marcet-Houben y Toni Gabaldón del Centro de Supercomputación de Barcelona y del Instituto de Investigación Biomédica del Instituto de Ciencia y Tecnología de Barcelona creó un árbol genealógico utilizando todos los genes de los erizos morados para mostrar cómo se relaciona con genes en otras especies.

lirio de mar

Imagen: Lirio de mar

“Al reconstruir la historia evolutiva de cada gen en estos genomas, no solo se pueden encontrar patrones evolutivos globales, sino también identificar excepciones notables, como hicimos aquí”, dijo Gabaldón. "Los genes identificados son antiguos y se conservan entre los animales marinos y serán clave para comprender cómo surgen nuevos linajes sin la necesidad de adquirir nuevos conjuntos de herramientas genéticas".

Foley dijo que si bien las funciones de estos genes no se conocen actualmente, podrían ser bastante importantes ya que todos provienen de un ancestro común. El siguiente paso sería estudiar en un laboratorio algunos de los 14 genes para intentar descubrir sus funciones. Foley dijo que eso podría involucrar enfocarse en erizos morados u otra especie con algunos de los genes, como la estrella murciélago comúnmente estudiada (Patiria miniata).

"El hecho de que los genes sean tan antiguos y se encuentren solo en organismos marinos sugiere que al menos están realizando una función marina específica", dijo. "Si no lo fueran, tienen la edad suficiente para haberse deshecho de ellos en este momento".

La investigación se ha publicado en la revista Genomics: Evolutionary analyses of genes in Echinodermata offer insights towards the origin of metazoan phyla

Etiquetas: GenMisteriosoEvoluciónAnimal marino

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