Antiguas algas aportan pistas de la evolución de las plantas. Un grupo internacional de investigadores, encabezado por un equipo de la Universidad de Göttingen, generó datos de expresión genética a gran escala para investigar las redes moleculares que operan en una de las algas más cercanas a las plantas terrestres, una humilde alga unicelular llamada Mesotaenium endlicherianum.
Y es que la asombrosa biodiversidad de los vegetales surgió debido a un fatídico evento evolutivo que ocurrió solo una vez: la terrestrialización de las plantas. Es decir, el punto en el que un grupo de algas, cuyos descendientes modernos todavía pueden estudiarse en el laboratorio, evolucionó hasta convertirse en las actuales pobladoras mayoritarias del mundo.
Volviendo a los orígenes
Los investigadores utilizaron una cepa de Mesotaenium endlicherianum que se mantuvo segura en la Colección de Cultivos de Algas de la Universidad de Göttingen (SAG) durante más de 25 años. Y expusieron a la Mesotaenium endlicherianum a un rango continuo de diferentes intensidades de luz y temperaturas.
Janine Fürst-Jansen, investigadora de la Universidad de Göttingen, afirma. “Nuestro estudio comenzó examinando los límites de la resistencia del alga, tanto a la luz como a la temperatura. La sometimos a un amplio rango de temperatura de 8 °C a 29 °C. Nos intrigó cuando observamos la interacción entre una temperatura amplia y una tolerancia a la luz según nuestro análisis fisiológico en profundidad”.
La respuesta de las algas no solo se investigó a nivel morfológico y fisiológico, sino también leyendo la información de unos 10 mil millones de fragmentos de ARN. El estudio utilizó análisis de redes para investigar el comportamiento compartido de casi 20.000 genes simultáneamente.
En estos patrones compartidos, se identificaron los llamados “genes centrales”. Que son los que desempeñan un papel protagónico en la coordinación de la expresión genética en respuesta a diversas señales del medio ambiente.
Este enfoque no solo ofreció información valiosa sobre cómo se regula la expresión de genes de algas en respuesta a diferentes condiciones. Si no que, combinado estos resultados con análisis evolutivos, es factible comprobar que estos mecanismos son comunes en las plantas terrestres y en sus parientes acuáticas: las algas.
Genes colaborativos
El profesor Jan de Vries, de la Universidad de Göttingen explico lo siguente. “Lo que es tan singular del estudio es que nuestro análisis de red puede señalar cajas de herramientas enteras de mecanismos genéticos que no se sabía que operaban en estas algas y que han sido compartidas a lo largo de más de 600 millones de años de evolución.
Armin Dadras es estudiante de doctorado en la Universidad de Göttingen y comentó. «Nuestro análisis nos permite identificar qué genes colaboran en diversas plantas y algas. Es como descubrir qué notas musicales armonizan consistentemente en diferentes canciones.
Esta información nos ayuda a descubrir a largo plazo patrones de evolución comunes. Y revela cómo ciertas ‘notas’ genéticas esenciales se han mantenido consistentes en una amplia gama de especies de plantas actuales. Antiguas algas aportan pistas de la evolución de las plantas.
Referencia: publicación de Dadras A, Fürst-Jansen JMR et al. “Los gradientes ambientales revelan centros de estrés anteriores a la terrestrialización de las plantas”, Nature Plants.
