Estás atascado con tu mismo viejo genoma, pero los corales no.

Gran coral redondo de la isla de Palau en el Océano Pacífico occidental. Crédito: D. Griffin

Algunos corales viven cientos, incluso miles de años. Nacieron con genes que fueron exitosos en la generación de sus padres, entonces, ¿cómo pueden estos antiguos corales seguir teniendo éxito ahora? ¿Especialmente en un clima cambiante? La generación y el filtrado de mutantes que se producen en diferentes partes de los grandes corales podría servir como campo de pruebas para la futura genética adaptativa. El nuevo estudio de Stanford, la Estación Naval Hopkins y la Academia de Ciencias de California muestra una nueva forma en la que algunos animales muy antiguos podrían sobrevivir.

Obtuviste todo tu conjunto de genes, buenos o malos, de tus padres, y estos son los únicos genes que tendrás a lo largo de tu vida. Estos genes son también los únicos genes que transmitirá a sus hijos. Por supuesto, hay algunas excepciones, como las mutaciones que ocurren en los espermatozoides o los óvulos que pueden transmitirse a la siguiente generación. Y una creciente variedad de tecnologías está lista para alterar mutaciones dañinas en genes humanos que dificultan la vida, como el éxito reciente de alterar genes en células pulmonares que causan fibrosis quística.

Casi todos los animales deben ganarse la vida con un conjunto de genes que permanecen prácticamente sin cambios a lo largo de su vida, pero un estudio reciente sobre la construcción de arrecifes tropicales muestra algo diferente. Estos animales longevos cambian constantemente y prueban sus genes, y algunos de esos cambios los hacen pasar a la siguiente generación. De esta manera, los corales centenarios pueden ser un caldero de innovación genética y pueden ayudar a prepararlos para el cambio climático.

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Los nuevos datos provienen de un Ph.D. Trabajo de Elora López-Nandam y colegas en el laboratorio de Steve Palumbi en la Estación Marina Hopkins de la Universidad de Stanford, publicado el 18 de enero en Actas de la Royal Society b.

La Dra. Elora López-Nandam ha estado tomando muestras de corales para estudiar mutaciones y cómo pueden ayudar a los corales a adaptarse rápidamente. Crédito: Dan Griffin.

Con la ayuda de Chan Zuckerberg BioHub, Lopez-Nandam analizó con mucho cuidado los genomas de los corales mediante el muestreo de diferentes ramas de estos animales con forma de árbol. Las secuencias del genoma completo mostraron cientos de lugares en cada rama individual donde el ADN era ligeramente diferente, y estas diferencias representan mutaciones localizadas en estas ramas.

Luego, ella y su colaboradora Rebecca Albright utilizaron una nueva instalación en la Academia de Ciencias de California para producir estos mismos corales y observar las mutaciones que se llevaron a los gametos. Para su sorpresa, dado que no sucede de esta manera en los humanos ni en la mayoría de los animales, muchas de las mutaciones en los tejidos normales de los corales se trasladaron a los gametos. Esto significa que las mutaciones que ocurren durante el desarrollo del coral pueden pasar a la descendencia en la próxima generación.

Pero transmitir mutaciones a su descendencia puede cargarlos con genes potencialmente malos. Esta es la razón por la que la mayoría de los animales no pasan por las mutaciones que ocurren en sus tejidos normales, como la piel. El estudio de López-Nandam muestra que los corales reducen este problema al filtrar las mutaciones antes de pasarlas a la siguiente generación.

Al examinar en qué parte del genoma aparece cada mutación, los autores pueden encontrar qué cambios alteran la secuencia de la proteína y cuáles no. Las mutaciones aleatorias alteran los genes de las proteínas a un ritmo conocido y, a menudo, estas mutaciones son las mutaciones nocivas que causan enfermedades genéticas. El estudio de López-Nandam encontró que los mutantes que llegaron a la próxima generación de corales tenían muchos menos cambios en las proteínas. Esto significa que los corales de alguna manera estaban filtrando mutaciones potencialmente dañinas, transmitiendo cambios que ni dañaron ni beneficiaron potencialmente a las células de coral.

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En general, este estudio es consistente con estudios previos que encontraron que las mutaciones en tejidos de corales grandes y longevos son importantes desde el punto de vista evolutivo. Estas mutaciones pueden aumentar la diversidad genética de las poblaciones de coral y aumentar su capacidad para adaptarse a nuevas condiciones. Este proceso también ocurre en la mayoría de los animales cuando la descendencia hereda nuevas mutaciones que ocurren en los óvulos y espermatozoides de sus padres, pero lleva muchas generaciones.

El estudio de López-Nandam va un paso más allá y muestra que este proceso adaptativo puede ocurrir dentro de una sola colonia de coral en una sola generación: las mutaciones se filtran para eliminar las dañinas, lo que puede resultar en parches de coral con nuevos alelos adaptativos… tal vez incluso nuevas mutaciones Puede ayudar a contrarrestar parte del estrés de las olas de calor inducidas por el clima.

más información:
Elora H. López-Nandam et al, Las mutaciones en el soma de coral y el esperma implican la renovación de células madre y la selección de linaje celular de por vida, Actas de la Royal Society B: Ciencias Biológicas (2023). DOI: 10.1098/rspb.2022.1766

Información del diario:
Actas de la Royal Society b


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