El genoma de los tiburones revela que son fósiles vivientes

La secuenciación completa, por primera vez, de los genomas completos de dos especies de tiburones ha revelado que los tiburones son "fósiles vivientes" genéticamente hablando. Al analizar los genomas y compararlos con los de otras especies de vertebrados, científicos del Centro RIKEN para la Investigación de Dinámica de Biosistemas (BDR), en Japón, han construido una visión general de sus historias de vida únicas y sus trayectorias evolutivas, como se informa en un artículo sobre su trabajo que se publica en la edición digital de 'Nature Ecology and Evolution'.

Los avances en la secuenciación del genoma han hecho posible la comparación de genomas de diferentes especies, lo que da una idea de sus historias y características evolutivas. Aunque están disponibles datos de muchos organismos, hasta la fecha, la secuenciación del genoma de los tiburones se ha visto obstaculizada por sus enormes genomas, que son incluso más grandes que el genoma humano. La notable excepción es el tiburón elefante, aunque estrictamente hablando, este pez no está clasificado profesionalmente como un verdadero tiburón.

El genoma de los tiburones revela que son fósiles vivientes

Los tiburones tienen muchas características únicas, incluidas las estructuras de su cuerpo, los sistemas reproductivos, la forma de sentir y la longevidad extrema: se sabe que una especie de tiburón vive durante más de tres siglos. Los genomas de tiburones totalmente descodificados serán de gran ayuda para la investigación dirigida a descubrir las bases moleculares de estas cualidades.

Con este objetivo final en mente, un equipo de investigación dirigido por Shigehiro Kuraku, en RIKEN BDR, analizó genomas de tiburones utilizando tecnologías de secuenciación de ADN de vanguardia y bioinformática comparativa que les permitieron lidiar con secuencias a escala gigabase.

Eligieron dos especies primarias, el tiburón bambú de banda marrón y el tiburón pescador nublado, porque pueden criarse en acuarios, lo que hace que sea relativamente fácil obtener un espécimen vivo constantemente. También realizaron un ensamblaje mejorado del genoma del tiburón ballena, que se había presentado previamente.

Los avances en la secuenciación del genoma han hecho posible la comparación de genomas de diferentes especies, lo que da una idea de sus historias y características evolutivas.

Uno de los rompecabezas con respecto a los tiburones es por qué sus genomas son tan grandes. El equipo descubrió que el gran tamaño del genoma se debe a inserciones masivas de elementos repetitivos. Al mismo tiempo, los genomas de los tiburones han evolucionado lentamente, lo que significa que han mantenido muchos repertorios genéticos ancestrales y pueden considerarse como "fósiles vivientes" en un sentido genómico.

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Equivalentes de genes humanos

El equipo encontró que los tiburones tienen equivalentes de genes humanos que regulan el crecimiento, la reproducción y la homeostasis, como la obesidad, el apetito y el sueño, lo que sugiere que los elementos de nuestra maquinaria molecular para la fisiología básica han existido durante más de 450 millones de años, antes de que los tiburones se separaran de nuestros ancestros comunes.

Los genomas de tiburones recién descodificados ya han proporcionado una serie de ideas, incluidas las relacionadas con la función visual. Los científicos analizaron la absorción de luz de los pigmentos visuales en el tiburón ballena y encontraron que su pigmento de rodopsina está sintonizado para detectar longitudes de onda relativamente cortas de las luces (cerca de 480 nm) que pueden penetrar en el agua de las profundidades marinas.

Esto no ocurre en su pariente cercano, el tiburón de bambú, y los investigadores especulan que la función de la rodopsina alterada está relacionada con el estilo de vida único del tiburón ballena, que se sumerge hasta unos 2.000 metros cuando no se alimenta cerca de la superficie. Este descubrimiento se logró combinando el análisis de secuencia de ADN y el trabajo de laboratorio utilizando materiales sintetizados, pero sin experimentos con animales.

El equipo también mostró que las tres especies de tiburones analizadas tienen relativamente pocos genes de receptores olfativos, lo que implica que dependen de otros sistemas, como la detección de campos electromagnéticos, para la navegación. "Nuestros resultados llenarán un antigua a brecha en la biología del genoma de los animales y también nos ayudarán a obtener una mejor comprensión sobre el metabolismo, el ciclo reproductivo y el monitoreo de la salud de los tiburones", dice uno de los autores, Keiichi Sato.

"Tal comprensión debe contribuir a la conservación de los ambientes marinos, así como a la crianza sostenible y las exposiciones en acuarios que permiten a todos experimentar la biodiversidad de cerca", agrega el también subdirector del Acuario Churaumi Okinawa, en Japón.

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