Desvelado el perfil genético de la trucha arcoíris (Oncorhynchus mykiss), puerta a la evolución de los vertebrados

Un equipo internacional de investigadores ha trazado el perfil genético de la trucha arcoíris (‘Oncorhynchus mykiss’), un salmónido versátil cuya historia genética relativamente reciente abre una ventana a cómo evolucionan los vertebrados. El equipo de 30 personas, dirigido por Yann Guiguen, del Instituto Nacional de Investigación Agrícola de Francia y cuyos resultados publica esta semana la revista ‘Nature Communications‘, utilizó peces criados en la Universidad Estatal de Washington (WSU, por sus siglas en inglés), en Estados Unidos.

   Los científicos se centraron en la velocidad a la que los genes han evolucionado desde un genoma raro con un evento de duplicación que ocurrió en la trucha arcoíris hace aproximadamente cien millones de años. A diferencia de la mayoría de los procesos evolutivos relacionados con las mutaciones y la selección de rasgos ventajosos, un evento de duplicación actúa como un proyecto de copia de una pieza de escritura que se puede editar y refundir sin riesgo de destrucción de la versión anterior.

   Por lo general, las consecuencias de este tipo de eventos de duplicación se pierden para la ciencia, ya que resultan expulsados ??como consecuencia de cambios genéticos en las generaciones posteriores. Pero como cien años es un tiempo relativamente corto para los eventos de duplicación, los investigadores de la trucha pudieron vislumbrar ese proceso en la evolución de los peces.

   «En los seres humanos y la mayoría de los vertebrados, los eventos de duplicación fueron mayores por lo que hay un menor número de genes duplicados que siguen presentes», destaca uno de los autores, Gary Thorgaard, biólogo de la WSU con cuatro décadas de experiencia estudiando los genes de la trucha. «La mayoría de los genes duplicados se pierden o cambian tanto que ya no son reconocibles como duplicados en el tiempo. En la trucha y el salmón podemos ver una etapa más temprana del proceso y muchos genes duplicados que todavía están presentes», agrega.

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   La trucha arcoíris es uno de los grandes éxitos de la vida, al prosperar de forma natural en una amplia gama de temperaturas y calidad del agua al tiempo que responde a la domesticación tan bien que se ha extendido gracias a la mano del hombre desde la costa del Pacífico hasta aguas de seis continentes.

   Thorgaard, el único estadounidense en el equipo de investigación que es en gran parte francés, suministró material genético de la línea Swanson de la trucha arcoíris. Originario de la península de Kenai en Alaska, Estados Unidos, el pez ha sido clonado en WSU, asegurando que los investigadores estudian el mismo pez en trabajos sucesivos y simplificando la interpretación de sus genes secuenciados. «Varios estudios se realizaron con la línea clonal Swanson», señala Thorgaard, que ayudó en la producción e interpretación de la secuencia del genoma en este estudio.

UN LENTO PROCESO EVOLUTIVO DE GENES

   El investigador asociado de WSU Joe Brunelli extrajo ADN del tejido de la aleta, utilizando peces gestionados con varias otras líneas de Paul Wheeler en el criadero de peces de interior del campus de Pullman. Guiguen y sus colegas utilizaron tanto datos de la secuencia del genoma como la expresión génica de de la trucha arcoíris para mostrar que aproximadamente la mitad de todos los genes que codifican proteínas se han eliminado desde su evento de duplicación genética y se han conservado casi todos sus genes microARN, que ayudan a regular la expresión génica.

   Los científicos también encontraron que este pez conserva genes originales o casi originales que participan en el desarrollo embrionario y el desarrollo de las conexiones entre las células nerviosas. El ritmo asociado con estos cambios sugiere que la evolución de genes después de un evento como éste es un proceso mucho más lento de lo que se pensaba.

   «Parece que el ritmo de la evolución puede variar en diferentes situaciones», destaca Thorgaard, subrayando que algunos animales, como los peces pulmonados y el celacanto son «fósiles vivientes» que han existido durante cientos de millones de años sin cambiar mucho, y otros, como el oso polar, parecen haber evolucionado muy poco. Después de la duplicación de genes de la trucha, el proceso sucedió más lentamente de lo que ocurre en la mayoría de otros animales vertebrados y puede ser que todavía esté pasando.

 

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