Proporciona una valiosa base para comprender de dónde provienen la mayoría de los genes en humanos
Se ha publicado en Nature un estudio realizado por un grupo de investigadores de la Universidad de Kentucky en colaboración con científicos de otros cuatro países.
Jeramiah Smith, profesor del Departamento de Biología de la Facultad de Artes y Ciencias, colaboró con un grupo de investigación internacional para reconstruir el genoma del mixino y comprender mejor la evolución temprana de los vertebrados.
El mixino es un tipo de pez sin mandíbula que normalmente vive en aguas profundas del océano, lejos de la luz del sol. Son carroñeros que juegan un importante papel en los ecosistemas marinos. Estas extrañas criaturas son quizás más conocidas por su capacidad de producir enormes cantidades de baba para protegerse de los depredadores. Los mixinos y las lampreas son los únicos peces supervivientes sin mandíbulas.
¿Qué aportan estos inusuales peces a la ciencia? Su material genético ayudó a investigadores como Smith, junto con los académicos postdoctorales Nataliya Timoshevskaya, y Vladimir Timoshevskiy, a reconstruir una imagen completa de la evolución del genoma de los vertebrados y mejorar nuestra comprensión de cómo surgió la gran colección de genes con nuestros propios genomas.
Este trabajo amplía la investigación previa de Smith sobre el genoma de las lampreas.
"En este proyecto, analizamos el genoma del mixino marrón para ayudar a resolver algunas difíciles preguntas sobre la evolución temprana de los vertebrados", dijo Smith. "Sabemos que estuvo acompañada por una serie de antiguos eventos de poliploidización: un cambio genético en el que más de los dos conjuntos habituales de cromosomas terminan en las células".
Al observar el mixino marrón (Eptatretus atami), los investigadores pudieron resolver nuevos detalles de los eventos de duplicación del genoma, anteriores al origen de los vertebrados modernos (animales con columna vertebral) hace unos 500 millones de años, en vertebrados con y sin mandíbulas.
El equipo de investigadores también comparó los genomas del mixino y de la lamprea para señalar los cambios genéticos que separan a los dos peces sin mandíbula y la biología única del mixino.
"Con el tiempo, el mixino perdió los genes relacionados con el desarrollo de órganos como los ojos y el cartílago", dijo Smith. "Sin embargo, vimos que el mixino también ha ampliado algunas familias de genes, incluidos los genes productores de limo".
Debido a que el mixino evolucionó hace millones de años, Smith dijo que los métodos convencionales para estudiar la historia evolutiva, o filogenética, no dieron a los investigadores las respuestas que buscaban.
"Utilizamos el genoma del mixino y un nuevo enfoque centrado en la filogenética a escala cromosómica para resolver completamente esta historia de poliploidías de vertebrados antiguos", dijo Smith. "Al hacerlo, también pudimos identificar, por primera vez, una colección de genes que también están regulados por una forma natural de ingeniería genética en la 'eliminación programada del ADN' del mixino, donde algunos genes se eliminan durante el desarrollo.
"La reconstrucción de la historia genómica temprana de los vertebrados proporciona una valiosa base para comprender de dónde provienen la mayoría de los genes en humanos y otros animales, y cómo funcionan los genomas en general", dijo Smith. "Esta investigación también explora más a fondo la evolución de los vertebrados y nos brinda la oportunidad de aprender más detalles sobre nuestra ascendencia profunda".
El estudio publicado en Nature se titula "The hagfish genome and the evolution of vertebrates".