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» » » » La edición del calamar de su propia constitución genética

Referencia: Science.Daily.com, 12 de febrero 2015
"Make like a squid and transform"

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Un nuevo estudio muestra el primer ejemplo de un animal que edita su propia constitución genética sobre la marcha, modificando la mayoría de sus proteínas, lo que le permite ajustarse a su entorno inmediato.


Doryteuthis calamar pealeii. Crédito: NOAA
El principio de adaptación (la modificación gradual de las estructuras y caracterísiticas de una especie) es uno de los pilares de la evolución. Si bien existe una amplia evidencia que apoya un proceso lento y constante que va alterando la composición genética de una especie, los científicos sólo podían sospechar que había también organismos capaces de transformarse ad hoc para adaptarse a las condiciones cambiantes.

Ahora, un nuevo estudio publicado en eLife por el Dr. Eli Eisenberg, del Departamento de Física y Sagol School of Neuroscience, de la Universidad de Tel Aviv, en colaboración con el Dr. Joshua J. Rosenthal, de la Universidad de Puerto Rico, presenta el primer ejemplo de un animal que edita su propia  composición genética 'al vuelo' y ajustarse a su entorno inmediato. La investigación, realizada en parte por el estudiante graduado Shahar Alon de TAU, exploró la edición del ARN en el calamar Doryteuthis pealeii.

"Hemos demostrado que la edición de ARN es el principal intérprete del procesamiento de la información genética en lugar de una excepción a la regla", afirmó el Dr. Eisenberg. "Al demostrar que la edición del ARN del calamar cambia radicalmente la totalidad de su proteoma (el conjunto entero de proteínas expresadas por un genoma, célula, tejido u organismo en un momento determinado), y hemos probado que la auto-edición de un organismo de su mRNA es una fuerza evolutiva crítica y adaptativa. "Esta manifestación, dijo, puede tener implicaciones para las enfermedades humanas.

Usando el lápiz rojo genético

El ARN es una copia del código genético que lo traduce a proteínas. Pero la "transcripción" del ARN puede ser editada antes de la traducción a proteínas, allanando el camino para las diferentes versiones de dichas proteínas. Cuando se produce una edición anormal del ARN en los seres humanos se observan pacientes con enfermedades neurológicas. La cambiante apariencia fisiológica de los calamares y pulpos durante su vida y a través de diferentes hábitats, sugiere la extensa recodificación que sucede en estas especies. Sin embargo, esto nunca ha sido confirmado, ya que sus genomas (ni los de la mayoría de las especies) nunca han sido secuenciados.

Con tal propósito en este nuevo estudio, los investigadores extrajeron tanto el ADN y el ARN de calamar. Y aprovechando la secuenciación del ADN y el análisis computacional en la TAU, el equipo comparó las secuencias de ARN y ADN para observar las diferencias. Cuando estas secuencias no coincidían se identificaron como "editadas".

"Fue sorprendente encontrar que el 60 por ciento de las transcripciones de ARN deL calamar fueron editadas. La mosca de la fruta, en buena comparación, se piensa que edita sólo el 3% de su constitución", señaló el Dr. Eisenberg. "¿Por qué edita el calamar hasta tal punto? Una teoría es que tiene un sistema nervioso muy complejo, exhibiendo una sofisticación del comportamiento inusual en invertebrados. También pueden utilizar este mecanismo para responder a los cambios de temperatura y otros parámetros ambientales."

"Mal plegamiento de proteínas"

Los investigadores esperan poder utilizar este enfoque para identificar los sitios recodificados en otros organismos cuyos genomas no se han sido secuenciados.

"Nos gustaría entender mejor la frecuencia de este fenómeno en el mundo animal. ¿Cómo está regulado? ¿Cómo se explota esta capacidad para conferir la adaptabilidad?" inquería el Dr. Eisenberg. "De hecho, pueden haber implicaciones para nosotros. Las enfermedades humanas son a menudo el resultado de unas 'mal plegadas' proteínas, que a menudo se convierten en tóxicas. Por lo tanto, la cuestión del tratamiento de estas proteínas mal plegadas, es probable que sean generadas por una extensa recodificación, tal como exhibían las célulars del calamar, y lo hace muy importante para futuros enfoques terapéuticos. ¿Tiene el calamar algunos mecanismos de los que podamos aprender?"

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- Imagen: Doryteuthis calamar pealeii puede recodificar su composición genética en la marcha para adaptarse a su entorno. Crédito: NOAA
- Fuente: American Friends of Tel Aviv University.
- Publicación: Shahar Alon, Sandra C Garrett, Erez Y Levanon, Sara Olson, Brenton R Graveley, Joshua J C Rosenthal, Eli Eisenberg. The majority of transcripts in the squid nervous system are extensively recoded by A-to-I RNA editing. eLife, 2015; 4 DOI: 10.7554/eLife.05198 .
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Editor del blog Pedro Donaire

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