Era el único linaje de vertebrados que no tenía genoma de referencia
Un equipo científico internacional formado por más de 40 autores de siete países diferentes, liderado por el investigador de la Universidad de Málaga (UMA) Juan Pascual Anaya, ha conseguido secuenciar el primer genoma de los myxini, también conocidos como 'pez bruja', el único gran grupo de vertebrados para el que aún no existe un genoma de referencia de ninguna de sus especies.
Este hallazgo ha permitido descifrar la historia evolutiva de las duplicaciones genómicas que se produjeron en los ancestros de los vertebrados, grupo al que pertenece el ser humano.
"Este estudio tiene importantes implicaciones en el campo evolutivo y molecular, ya que nos ayuda a comprender los cambios en el genoma que acompañaron el origen de los vertebrados y sus estructuras más singulares, como el complejo cerebro, la mandíbula y las extremidades", explica el científico del Departamento de Biología Animal de la UMA Pascual Anaya, que ha coordinado la investigación.
Así, este estudio, que duró casi una década, fue realizado por un consorcio internacional que incluye a más de 30 instituciones de España, Reino Unido, Japón, China, Italia, Noruega y Estados Unidos, entre ellos la Universidad de Tokio, el instituto de investigación japonés RIKEN, la Academia China de Ciencias y el Centro de Regulación Genómica de Barcelona, entre otros.
Vínculo ecológico
Los mixinos son un grupo de animales que habitan en zonas oceánicas profundas. Conocidos por la cantidad de mucosa que liberan cuando se sienten amenazados, foco de investigación de las empresas cosméticas, y también por su papel como eslabón ecológico en el fondo marino (ya que son carroñeros y se encargan de eliminar, entre otras cosas, los cadáveres de las ballenas que acaban en el fondo del mar tras morir), hasta ahora no se había secuenciado su genoma debido a su complejidad.
Están compuestos por una gran cantidad de microcromosomas, que a su vez están compuestos por secuencias repetitivas. A esto se suma la dificultad de acceder al material biológico.
"Además, estos microcromosomas se van perdiendo durante el desarrollo del animal, por lo que sólo los órganos genitales mantienen un genoma completo", afirma Juan Pascual Anaya.
Imagen: Huevos de mixino fertilizados. Crédito: Juan Pascual Anaya, Universidad de Málaga
Duplicaciones del genoma
Para este estudio, el genoma secuenciado fue el del Eptatretus burgeri, que vive en el Pacífico, en las costas del este de Asia. Para lograrlo, los investigadores generaron datos de hasta 400 veces el tamaño de su genoma, utilizando técnicas avanzadas de proximidad cromosómica (Hi-C) y logrando ensamblarlos a nivel cromosómico.
"Esto es importante porque nos permitió comparar, por ejemplo, el orden de los genes entre este y el resto de vertebrados, incluyendo tiburones y humanos, y resolver así uno de los debates abiertos más importantes en la evolución genómica: el número de duplicaciones del genoma, y cuándo ocurrieron durante el origen de los diferentes linajes de vertebrados", explicó Philip Donoghue de la Facultad de Ciencias Biológicas de la Universidad de Bristol y autor correspondiente del estudio, quien añade que gracias a esto ahora sabemos que el ancestro común de todos los vertebrados derivó de una especie cuyo genoma alguna vez estuvo completamente duplicado.
Posteriormente, según Pascual Anaya, los linajes que dieron origen a los vertebrados mandibulares y no mandibulares modernos se separaron, y cada uno de ellos volvió a multiplicar su genoma de forma independiente: mientras el primero, que incluye al humano, lo duplicó, el segundo lo triplicó.
Impacto evolutivo
Un análisis de la funcionalidad de los genomas, basado en muestras extremadamente raras de embriones myxini, realizado en el laboratorio del profesor Shigeru Kuratani de RIKEN; y un estudio sobre el posible impacto de las duplicaciones del genoma en cada vertebrado, desarrollado junto al profesor de la Universidad de Bristol y miembro de la Royal Society Phil Donoghue, completan esta investigación multidisciplinar clave para comprender la historia evolutiva de los vertebrados.
El estudio ofrece perspectivas sobre los eventos genómicos que probablemente impulsaron la aparición de características importantes de los vertebrados, como la estructura cerebral, los órganos sensoriales o las células de la cresta neural y, entre ellos, un aumento de la complejidad regulatoria (un mayor número de interruptores que activan o desactivan genes).
La investigación se ha publicado en la revista Nature Ecology & Evolution: Hagfish genome elucidates vertebrate whole-genome duplication events and their evolutionary consequences
