Secuenciado el genoma del pez bruja
La secuenciación del ADN de los peces bruja, conocidos por los científicos como mixinos, constituye un paso clave para descifrar la historia evolutiva de estas criaturas que carecen de una mandíbula como la nuestra.
Por la Universidad de Málaga
Ejemplar de Eptatretus hexatrema, mixino nativo del océano Atlántico Sur y océano Índico Suroeste. Crédito: Peter Southwood
Un equipo científico internacional formado por más de cuarenta autores de siete países diferentes, que ha sido dirigido por el investigador de la Universidad de Málaga Juan Pascual Anaya, ha logrado secuenciar el primer genoma de los mixinos, también conocidos como peces bruja, el único gran grupo de vertebrados para el cual no existía aún un genoma de referencia de ninguna de sus especies.
Este hallazgo, publicado en la revista Nature Ecology & Evolution, ha permitido descifrar la historia evolutiva de duplicaciones genómicas —veces que un genoma se duplica por completo— que tuvieron lugar en los ancestros de los vertebrados, entre los que se encuentran los seres humanos.
“Este estudio tiene importantes implicaciones en el campo evolutivo y molecular, ya que nos ayuda a entender los cambios en el genoma, entendido este como el manual de instrucciones con el que se forman los seres vivos, que acompañaron al origen de los vertebrados y a sus estructuras más singulares, como el cerebro complejo, 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 trabajo, que se ha desarrollado durante casi una década, ha sido realizado por un consorcio internacional que incluye a más de treinta instituciones procedentes de España, el Reino Unido, Japón, China, Italia, Noruega y Estados Unidos, entre las que destacan la Universidad de Tokyo, el instituto de investigación de Japón RIKEN, la Academia China de las Ciencias y el Centro de Regulación Genómica de Barcelona.
Un eslabón ecológico.
Los peces bruja son un grupo de animales que habita en zonas profundas oceánicas. Conocidos por la cantidad de mucosa que liberan cuando se sienten amenazados —foco de investigación de empresas cosméticas— y, también, por su papel como eslabón ecológico en los fondos marinos, ya que son carroñeros y se encargan de elimina, entre otras cosas, los cadáveres de las ballenas que acaban en el fondo del mar tras fallecer.
Hasta ahora no se había secuenciado su genoma, debido a la complejidad de este: el ADN de los mixinos está organizado en una gran cantidad de microcromosomas, compuestos, a su vez, por secuencias repetitivas. A esto hay que sumar la dificultad de acceder a este material biológico.
“Estos microcromosomas, además, son perdidos durante el desarrollo del animal, de manera que solo los órganos genitales mantienen un genoma completo”, señala Pascual Anaya.
Un equipo científico internacional dirigido por el investigador de la Universidad de Málaga Juan Pascual Anaya, ha logrado secuenciar el primer genoma de los mixinos o peces bruja, el único gran grupo de vertebrados para el cual no existía aún un genoma de referencia de ninguna de sus especies.
Duplicaciones genómicas.
En concreto, para este estudio, en colaboración con la Academia China de las Ciencias, se ha secuenciado el genoma del Eptatretus burgeri, que habita en el océano Pacífico, en las costas del este asiático. Para conseguirlo, se han generado datos que suponen hasta cuatrocientas veces el tamaño de su genoma, y para ello se han utilizado técnicas avanzadas —Hi-C— de proximidad cromosómica y se ha logrado ensamblar el ADN a nivel cromosómico.
“Esto es importante porque nos ha permitido comparar, por ejemplo, el orden de los genes entre este y el resto de los vertebrados, incluíos el de los tiburones y los seres humanos. Y, con ello, resolver uno de los debates abiertos más importantes en evolución genómica”, dice Pascual Anaya. Se refiere al número de duplicaciones genómicas y cuándo ocurrieron estas durante el origen de los distintos linajes de vertebrados. El científico de la UMA, comenta también que, gracias a este trabajo, se ha podido saber que el ancestro común de todos los vertebrados derivó de una especie que duplicó su genoma por completo una vez.
Más tarde, según Pascual Anaya, los linajes que dieron lugar a los vertebrados mandibulados y no mandibulados modernos se separaron, y cada uno de estos volvió a multiplicar su genoma de forma independiente: mientras los primeros, donde se encuentran los humanos los duplicaron, los segundos lo triplicaron.
Huevos de mixinos. Se trata de un grupo de criaturas que habita en zonas profundas oceánicas.
Un análisis de la funcionalidad de los genomas a partir de muestras extremadamente raras de embriones de mixinos, realizado en el prestigioso laboratorio del profesor Shigeru Kuratani de RIKEN; y un estudio sobre el posible impacto de las duplicaciones genómicas en cada uno de los vertebrados, desarrollado junto con el profesor de la Universidad de Bristol y miembro de la Royal Society Phil Donoghue, completan esta investigación multidisciplinar.
El trabajo es clave para comprender la historia evolutiva de los vertebrados, ya que proporciona perspectivas sobre lo eventos genómicos que probablemente impulsaron la aparición de características importantes de aquellos, como son la estructura cerebral, los órganos sensoriales y las células de la cresta neural. También un incremento de la complejidad reguladora, es decir, un mayor número de los interruptores que encienden o apagan los genes.
Información facilitada por la Universidad de Málaga
Fuente: Yu, D., Ren, Y., Uesaka, M. et al. Hagfish genome elucidates vertebrate whole-genome duplication events and their evolutionary consequences. Nature Ecology & Evolution (2024). DOI: https://doi.org/10.1038/s41559-023-02299-z
