Reconstruyen el genoma del ancestro común de todos los mamíferos

Morganucodon
El antepasado más antiguo de los mamíferos probablemente se parecía a este animal fósil, Morganucodon, que vivió hace unos 200 millones de años. Imagen vía Wikipedia del usuario Funkmonk, licencia Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.

Evolución del cariotipo mamífero ancestral y regiones sinténicas

Todos los mamíferos modernos, desde un ornitorrinco hasta una ballena azul, descienden de un ancestro común que vivió hace unos 180 millones de años. No sabemos mucho sobre este animal, pero un equipo internacional de investigadores ha reconstruido computacionalmente la organización de su genoma.

"Nuestros resultados tienen importantes implicaciones para comprender la evolución de los mamíferos y para los esfuerzos de conservación", dijo Harris Lewin, profesor distinguido de evolución y ecología en la Universidad de California, Davis, y autor principal del artículo.

Los investigadores se basaron en secuencias genómicas de alta calidad de 32 especies vivas que representan 23 de los 26 órdenes conocidos de mamíferos. Incluían humanos y chimpancés, wombats y conejos, manatíes, ganado doméstico, rinocerontes, murciélagos y pangolines. El análisis también incluyó los genomas de pollo y caimán chino como grupos de comparación.

Algunos de estos genomas se están produciendo como parte del Proyecto Earth BioGenome y otros esfuerzos de secuenciación del genoma de la biodiversidad a gran escala. Lewin preside el Grupo de Trabajo del Proyecto Earth BioGenome.

La reconstrucción muestra que el ancestro de los mamíferos tenía 19 cromosomas autosómicos, que controlan la herencia de las características de un organismo fuera de los controlados por los cromosomas ligados al sexo (estos están emparejados en la mayoría de las células, lo que hace un total de 38), más dos cromosomas sexuales, dijo Joana Damas, primera autora del estudio e investigadora postdoctoral en el Centro del Genoma de la UC Davis.

El equipo identificó 1.215 bloques de genes que aparecen de manera consistente en el mismo cromosoma en el mismo orden en los 32 genomas. Estos componentes básicos de todos los genomas de mamíferos contienen genes que son críticos para desarrollar un embrión normal, dijo Damas.

árbol filogenético de los mamíferos

Imagen: Árbol filogenético de especies descendientes y ancestros reconstruidos.

Cromosomas estables durante 300 millones de años

Los investigadores encontraron nueve cromosomas completos o fragmentos de cromosomas en el ancestro de los mamíferos, cuyo orden de genes es el mismo en los cromosomas de las aves modernas.

"Este notable hallazgo muestra la estabilidad evolutiva del orden y la orientación de los genes en los cromosomas durante un prolongado período evolutivo de más de 320 millones de años", dijo Lewin.

Por el contrario, las regiones entre estos bloques conservados contenían secuencias más repetitivas y eran más propensas a roturas, reordenamientos y duplicaciones de secuencias, que son los principales impulsores de la evolución del genoma.

"Las reconstrucciones del genoma ancestral son fundamentales para interpretar dónde y por qué las presiones selectivas varían entre los genomas. Este estudio establece una relación clara entre la arquitectura de la cromatina, la regulación génica y la conservación del enlace", dijo el profesor William Murphy, de la Universidad Texas A&M, que no fue autor del artículo. "Esto proporciona la base para evaluar el papel de la selección natural en la evolución de los cromosomas en el árbol de la vida de los mamíferos".

Los investigadores pudieron seguir los cromosomas ancestrales en el tiempo desde el ancestro común. Descubrieron que la tasa de reordenamiento cromosómico difería entre los linajes de mamíferos. Por ejemplo, en el linaje de los rumiantes (que condujo al ganado, las ovejas y los ciervos modernos) hubo una aceleración en el reordenamiento hace 66 millones de años, cuando el impacto de un asteroide acabó con los dinosaurios y condujo al surgimiento de los mamíferos.

Los resultados ayudarán a comprender la genética detrás de las adaptaciones que han permitido que los mamíferos prosperen en un planeta cambiante durante los últimos 180 millones de años, dijeron los autores.

El trabajo se publica el 30 de septiembre en Proceedings of the National Academy of Sciences: Evolution of the ancestral mammalian karyotype and syntenic regions

Etiquetas: GenomaMamíferoAncestro

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