Decodificar el genoma completo del gran tiburón blanco

Un grupo de científicos ha logrado decodificar el genoma completo del gran tiburón blanco, de mayor tamaño que el de los humanos y con varias particularidades que explican su éxito evolutivo, según un estudio.

Divulgados en la revista especializada Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), estos hallazgos son obra de científicos de la Universidad Nova Southeastern (NSU), en Florida (EEUU), la Universidad Cornell de Nueva York y del Acuario de la Bahía de Monterey (EEUU).

El gran tiburón blanco es una de las criaturas marinas más reconocidas en la Tierra, generando una gran fascinación pública y atención de los medios de comunicación, incluida la creación de una de las películas más exitosas en la historia de Hollywood. Este tiburón posee características notables, incluyendo su tamaño masivo (hasta 20 pies y 7,000 libras) y el buceo a casi 4,000 pies de profundidad. Los grandes blancos también son una gran preocupación para la conservación debido a su número relativamente bajo en los océanos del mundo.

En un paso científico importante para comprender la biología de este icónico depredador y de los tiburones en general, el genoma completo del tiburón blanco ahora se ha decodificado en detalle.

Un equipo liderado por científicos del Centro de Investigación de Tiburones de la Fundación Save Our Seas de Nova Southeastern University (NSU) y el Instituto de Investigación Guy Harvey (GHRI), el Colegio de Medicina Veterinaria de la Universidad de Cornell y el Acuario de la Bahía de Monterey completaron el genoma del tiburón blanco y lo compararon con los genomas. de una variedad de otros vertebrados, incluyendo el tiburón ballena gigante y los humanos.

Los hallazgos se informan en la sección «Últimos artículos» de la revista Proceedings de la Academia Nacional de Ciencias .

La decodificación del genoma del tiburón blanco reveló no solo su enorme tamaño, una vez y media el tamaño del genoma humano, sino también una gran cantidad de cambios genéticos que podrían estar detrás del éxito evolutivo de cuerpos grandes y largos. Tiburones vividos.

Los investigadores encontraron ocurrencias sorprendentes de cambios específicos en la secuencia del ADN que indican adaptación molecular (también conocida como selección positiva) en numerosos genes con funciones importantes en el mantenimiento de la estabilidad del genoma ¬¬ – los mecanismos de defensa genética que contrarrestan la acumulación de daño al ADN de una especie, por lo tanto Conservando la integridad del genoma.

Estos cambios de secuencia adaptativa se encontraron en genes íntimamente relacionados con la reparación del ADN, la respuesta al daño del ADN y la tolerancia al daño del ADN, entre otros genes. El fenómeno opuesto, la inestabilidad del genoma, que resulta del daño acumulado en el ADN, es bien conocido por predisponer a los humanos a numerosos cánceres y enfermedades relacionadas con la edad.

«No solo hubo un número sorprendentemente alto de genes de estabilidad del genoma que contenían estos cambios adaptativos, sino que también hubo un enriquecimiento de varios de estos genes, destacando la importancia de este ajuste genético en el tiburón blanco», dijo Mahmood Shivji. Ph.D., director del Centro de Investigación de Tiburones de la Fundación Save Our Seas de NSU y GHRI. Shivji co-dirigió el estudio con Michael Stanhope, Ph.D., de la Facultad de Medicina Veterinaria de la Universidad de Cornell.

También fue notable que el genoma del tiburón blanco contenía un número muy alto de «genes saltarines» o transposones, y en este caso un tipo específico, conocido como LINEs. De hecho, esta es una de las proporciones más altas de LINE (casi el 30%) descubiertas en vertebrados hasta ahora.

«Se sabe que estos LINEs causan inestabilidad genómica al crear rupturas de doble cadena en el ADN», dijo Stanhope. «Es plausible que esta proliferación de LINE en el genoma del tiburón blanco pueda representar un agente selectivo fuerte para la evolución de mecanismos de reparación de ADN eficientes, y se refleja en la selección positiva y el enriquecimiento de tantos genes de estabilidad del genoma».

El equipo de investigación internacional, que también incluyó a científicos de la Universidad Estatal de California, la Bahía de Monterey, la Universidad de Clemson, la Universidad de Oporto, Portugal y el Centro Theodosius Dobzhansky para Genio Bioinformática, Rusia, también encontró que muchos de los mismos genes de estabilidad del genoma en el blanco Los tiburones también estaban bajo selección positiva y se enriquecieron con el tiburón ballena de gran cuerpo y larga vida.

El descubrimiento de que el tiburón ballena también tenía estas adaptaciones clave de la estabilidad del genoma fue significativo porque, en teoría, el riesgo de desarrollar cáncer debería aumentar tanto con el número de células (cuerpos grandes) como con la vida útil de un organismo. Existe un apoyo estadístico para una relación positiva de Tamaño corporal y riesgo de cáncer dentro de una especie. Curiosamente, esto no tiende a aguantar entre especies.

Al contrario de lo que se espera, los animales de cuerpo muy grande no padecen cáncer con más frecuencia que los humanos, lo que sugiere que han desarrollado capacidades superiores de protección contra el cáncer. Las innovaciones genéticas descubiertas en los genes de estabilidad del genoma en el tiburón blanco y la ballena podrían ser adaptaciones que faciliten la evolución de sus grandes cuerpos y su larga vida útil.

«Descifrar el genoma del tiburón blanco es proporcionar a la ciencia un nuevo conjunto de claves para descubrir misterios persistentes sobre estos depredadores temidos e incomprendidos. ¿Por qué los tiburones han prosperado durante unos 500 millones de años, más que casi cualquier vertebrado en la tierra?», Dijo el Dr. Salvador Jorgensen. , un investigador científico senior en el acuario de la bahía de Monterey, que fue coautor del estudio.

Fuente:  NOVA SOUTHEASTERN UNIVERSITY
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