Decodifican su genoma a nivel cromosómico
Los pulpos son animales fascinantes y sirven como importantes organismos modelo en neurociencia, investigación cognitiva y biología del desarrollo.
Para comprender mejor su biología y su historia evolutiva se necesitan datos validados sobre la composición de su genoma, de los que hasta ahora faltaba.
Científicos de la Universidad de Viena, junto con un equipo de investigación internacional, lograron colmar esta brecha y en un estudio determinaron cifras impresionantes: 2.800 millones de pares de bases, organizados en 30 cromosomas.
Lo que parece tan simple es el resultado de complejos análisis del genoma asistidos por computadora y comparaciones con los genomas de otras especies de cefalópodos.
Los pulpos, junto con los calamares y las sepias, pertenecen a un grupo de cefalópodos coleoides formado por varios cientos de especies que se caracterizan por estilos de vida, estructuras corporales y adaptaciones al entorno muy diversificados. El estudio de estos animales tiene una larga tradición, especialmente porque la plasticidad neuronal del cerebro del pulpo, es decir, la capacidad del cerebro para cambiar y adaptarse a medida que aprendes y experimentas cosas nuevas, proporciona evidencia de la existencia de estructuras funcionalmente análogas a los cerebros de los mamíferos.
Esto los convierte en un grupo modelo comparativo para estudios neurofisiológicos. Además, su capacidad para regenerar partes de sus cuerpos, así como los rápidos cambios de sus patrones corporales, que son importantes para el camuflaje y la comunicación, hacen de los pulpos un popular tema de investigación para estudiar cómo surgieron estos innovadores rasgos (y cómo han cambiado) durante evolución.
Cerrando una brecha
En la comunidad investigadora ha habido una creciente necesidad de conocimientos detallados sobre los genomas de los cefalópodos para comprender la evolución de sus rasgos y su biología únicos. Una contribución importante a este objetivo es la codificación del genoma del pulpo común a nivel cromosómico, una información que no estaba disponible hasta ahora.
Esto ha sido remediado ahora por un equipo de investigación de la Universidad de Viena que, junto con colegas de la KU Leuven (Bélgica), el Centro Nacional de Análisis Genómico (CNAG; España) y la Stazione Zoologica Anton Dohrn (Italia), "suministró" los datos faltantes y llevó a cabo extensos estudios de biología molecular y asistidos por computadora del genoma del pulpo.
Imagen: Estadísticas de montaje y control de calidad del Octopus vulgaris.
"Con nuestras tecnologías actuales utilizadas en la investigación genómica, pudimos crear una especie de 'mapa genómico' para el pulpo, que muestra cómo se organiza la información genética a nivel de los cromosomas", explica la primera autora del estudio, Dalila Destanović, científica del Laboratorio Simakov del Departamento de Neurociencia y Biología del Desarrollo de la Universidad de Viena.
Este genoma de referencia, altamente resuelto a nivel cromosómico, permitirá a la comunidad científica comprender mejor las características y la biología de estos fascinantes animales, por un lado, y también rastrear la historia evolutiva del Octopus vulgaris, por otro. Los equipos de investigación pueden investigar o comprender ahora más a fondo la trayectoria evolutiva de los cefalópodos coleiidos y moluscos relacionados más lejanamente, como las almejas o los caracoles.
2.800 millones de pares de bases: 30 cromosomas
De hecho, los investigadores pudieron identificar 30 cromosomas en el genoma del Octopus vulgaris, en el que se dispone el 99,34% de 2.800 millones de pares de bases. Esto significa que los científicos cuentan ahora con una secuencia de referencia de alta calidad que servirá como base para futuros estudios sobre la función de los genes y, por tanto, para una mejor comprensión de las propiedades biológicas del pulpo común.
La estructura cromosómica del genoma del Octopus vulgaris también proporcionará información sobre la historia evolutiva dinámica de estos organismos mediante la estimación de las tasas de reordenamiento cromosómico. Ya, comparando el genoma del Octopus vulgaris con los genomas de otras cuatro especies de pulpo, los investigadores han podido demostrar que todos los cromosomas presentan numerosos cambios estructurales que se han producido durante la evolución al romper trozos de cromosomas, reordenarlos y reconectarlos en el mismo cromosoma.
"Incluso entre especies estrechamente relacionadas, observamos numerosos cambios estructurales de los cromosomas. Este hallazgo plantea preguntas sobre la dinámica del genoma a lo largo de su historia evolutiva y abre la puerta a investigar cómo esto se relaciona con sus rasgos únicos", explica Dalila Destanović.
La dinámica historia evolutiva del genoma del pulpo abarca un período de 44 millones de años y aún quedan abiertas muchas interesantes preguntas de investigación. Los resultados del actual estudio equivaldrán a responder algunas de estas preguntas al unir la investigación tradicional del Octopus vulgaris en neurobiología, comportamiento y desarrollo con conocimientos genéticos moleculares en estas áreas.
La investigación acaba de publicarse en G3: Genes / Genomes / Genetics: A chromosome-level reference genome for the common octopus, Octopus vulgaris (Cuvier, 1797)
