Los corales filtran las mutaciones antes de pasar a la siguiente generación
Algunos corales viven cientos e incluso miles de años. Nacieron con genes que fueron exitosos en la generación de sus padres, entonces, ¿Cómo pueden estos viejos corales seguir teniendo éxito ahora? ¿Especialmente en un clima cambiante?
Es posible que la generación y el filtrado de mutaciones que ocurren en diferentes partes de un gran coral actúen como campo de pruebas para la genética adaptativa para el futuro.
Un nuevo estudio de la Universidad de Stanford, Hopkins Marine Station y la Academia de Ciencias de California muestra una novedosa forma en la que podrían estar sobreviviendo algunos animales muy antiguos.
Obtuviste todo tu conjunto de genes, buenos o malos, de tus padres, y esos son los únicos genes que tendrás durante toda tu vida. Esos genes también son los únicos que transmitirás a tus hijos. Por supuesto, hay algunas excepciones, como las mutaciones que ocurren en los espermatozoides o los óvulos que podrías transmitir a la siguiente generación. Y un creciente coro de tecnologías está a punto de alterar las mutaciones dañinas en los genes humanos que dificultan la vida, como el reciente éxito en la alteración de los genes en las células pulmonares que causan la fibrosis quística.
Casi todos los animales deben ganarse la vida con un conjunto de genes que permanece prácticamente sin cambios durante su vida, pero un reciente estudio de corales formadores de arrecifes tropicales muestra algo diferente. Estos animales muy longevos cambian constantemente y testan sus genes, y algunos de estos cambios llegan a la próxima generación. De esta manera, un coral centenario podría ser un caldero de innovación genética y podría ayudar a prepararlos para el cambio climático.
Los nuevos datos provienen del trabajo de Elora López-Nandam y sus colegas en el laboratorio de Steve Palumbi en Hopkins Marine Station en la Universidad de Stanford.
Imagen derecha: La Dra. Elora López-Nandam toma muestras de corales para un estudio de mutaciones y cómo pueden ayudar a los corales a adaptarse rápidamente. Crédito: Dan Griffin.
Con la ayuda del Chan Zuckerberg BioHub, López-Nandam observó con mucho cuidado los genomas de los corales tomando muestras de diferentes ramas de estos animales con forma de árbol. Las secuencias completas del genoma mostraron cientos de lugares en cada rama individual donde el ADN era ligeramente diferente; estas diferencias representan mutaciones localizadas en estas ramas.
Luego, ella y su colaboradora Rebecca Albright utilizaron una nueva instalación en la Academia de Ciencias de California para generar estos mismos corales y observar cuáles de las mutaciones se transmitieron a los gametos. Para su sorpresa, debido a que no sucede de esta manera en los humanos ni en la mayoría de los animales, muchas de las mutaciones en los tejidos normales de los corales se transmitieron a los gametos. Esto significa que las mutaciones que ocurren durante el crecimiento de los corales pueden saltar a la descendencia en la próxima generación.
Pero transmitir mutaciones a su descendencia puede cargarlos con genes potencialmente malos. Esta es la razón por la cual la mayoría de los animales no transmiten las mutaciones que ocurren en sus tejidos normales como la piel. El estudio de López-Nandam muestra que los corales reducen este problema al filtrar las mutaciones antes de pasar a la siguiente generación.
Vídeo: Amy Bolan toma una medida en el "Sitio 29" en Nikko Bay. El grupo de Bolan usó transectos para observar reclutas de coral (bebés de coral) en diferentes lugares de Palau.
Al examinar dónde aparece cada mutación en el genoma, los autores pudieron encontrar los cambios que alteran la secuencia de una proteína y los que no. Las mutaciones aleatorias cambian los genes de las proteínas a un ritmo bien conocido, y estas mutaciones son a menudo las perjudiciales que causan enfermedades genéticas.
El estudio de López-Nandam encontró que las mutaciones que se convirtieron en la próxima generación de coral tenían muchos menos cambios en las proteínas. Esto significa que los corales estaban filtrando de alguna manera las mutaciones perjudiciales más probables y transmitiendo cambios que no dañaban las células del coral o que potencialmente las beneficiaban.
En general, este estudio está de acuerdo con estudios previos que encontraron que las mutaciones en los tejidos de los grandes y longevos corales son evolutivamente importantes. Estas mutaciones pueden aumentar la diversidad genética de las poblaciones de coral y aumentar su capacidad para adaptarse a nuevas condiciones. En la mayoría de los animales, este proceso también ocurre cuando la descendencia hereda nuevas mutaciones que ocurren en los óvulos y el esperma de sus padres, pero toma muchas generaciones.
El estudio de López-Nandam va un paso más allá y demuestra que este proceso adaptativo puede ocurrir dentro de una misma colonia de corales en una sola generación — las mutaciones se filtran para eliminar las dañinas, lo que podría dar lugar a parches de coral con nuevos alelos adaptativos... tal vez incluso nuevas mutaciones que puedan ayudar a contrarrestar algunas de las tensiones de las olas de calor inducidas por el clima.
El estusio se ha publicado el 18 de enero en Proceedings of the Royal Society B: Mutations in coral soma and sperm imply lifelong stem cell renewal and cell lineage selection
