Identifican cómo se produce la pérdida de ojos en el pez de las cavernas

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peces de las cavernas con y sin ojos

Aporta posibles pistas para comprender la enfermedad ocular y la ceguera en las personas

Según un estudio dirigido por los Institutos Nacionales de la Salud, la pérdida de tejido ocular en peces ciegos (Astyanax mexicanus), que ocurre a los pocos días de su desarrollo, ocurre a través del silenciamiento epigenético de los genes relacionados con los ojos.

La regulación epigenética es un proceso en el que los genes se apagan o encienden, generalmente de manera reversible o temporal. Este mecanismo difiere de las mutaciones genéticas, que son cambios permanentes en el código de ADN. El estudio aparece en Nature Ecology & Evolution.

"Los animales subterráneos ofrecen una oportunidad única para estudiar cómo prosperan los animales en ambientes extremos, algunos de los cuales pueden imitar las condiciones de la enfermedad humana", dijo Brant M. Weinstein, Ph.D., investigador principal en el Instituto Nacional de Salud Infantil y Desarrollo Humano Eunice Kennedy Shriver de NIH (NICHD) y uno de los autores del estudio. "Muchos de los genes del pez de las cavernas identificados en nuestro estudio también están vinculados a los trastornos oculares humanos, lo que sugiere que estos genes se conservan a través de la evolución y pueden ser regulados de manera similar en las personas".

A. mexicanus es un pez tropical de agua dulce nativo de México. Hace unos pocos millones de años algunos de estos peces quedaron, presumiblemente, atrapados en oscuras cuevas y dieron lugar a variedades completamente diferentes, o "morfos", que carecen de ojos y tienen varios otros cambios físicos, conductuales y fisiológicos únicos.

procedimiento en el estudio de los ojos

A pesar de sus dramáticas diferencias, los morfos superficiales y de cuevas comparten genomas similares y pueden cruzarse. Los morfos de las cuevas comienzan temprano el desarrollo del ojo pero no mantienen este programa, experimentando degeneración ocular a los pocos días de su desarrollo. La investigación previa no ha revelado ninguna mutación obvia en genes importantes para el desarrollo de sus ojos.

El nuevo estudio, realizado por investigadores del NICHD y la Universidad de Maryland, College Park, muestra que el silenciamiento basado en la epigenética de un gran conjunto de genes limita el desarrollo del ojo de los peces A. mexicanus que viven en cuevas. Veintiséis de estos genes también se expresan en ojos humanos, y diecinueve están relacionados con trastornos oculares humanos.

El equipo del estudio encontró más metilación del ADN de los genes del desarrollo del ojo y, posteriormente, menos actividad de estos genes en el pez de las cavernas. La metilación del ADN es un proceso epigenético en el que el ADN se modifica con etiquetas denominadas grupos metilo. Estas etiquetas, que se agregan mediante proteínas llamadas ADN metiltransferasas, silencian los genes haciendo que el ADN sea inaccesible.

Los autores encontraron que el pez de las cavernas tiene niveles más altos de una metiltransferasa de ADN, llamada DNMT3B, en sus ojos en desarrollo. Cuando el equipo de estudio mutó DNMT3B en otro tipo de pez con ojos, el pez cebra, descubrieron que el pez cebra mutante tiene genes oculares más activos y ojos más grandes.

Los resultados sugieren que se produjo un cambio genético que dio como resultado niveles elevados de DNMT3B durante la evolución del pez de las cavernas, lo que condujo a la supresión epigenética de los genes del desarrollo del ojo.

"Nuestro estudio indica que pequeños cambios genéticos que alteran la regulación epigenética pueden desempeñar un importante papel en la evolución al provocar cambios dramáticos en la expresión de grandes conjuntos de genes", dijo Aniket V. Gore, Ph.D., autor principal del estudio.

Artículo científico: An epigenetic mechanism for cavefish eye degeneration

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