Frank Lyko, científico del Centro Alemán de Investigación del Cáncer DKFZ en Heidelberg tiene un gran interés en la epigenética. A diferencia de la genética, donde una falla en la composición genética hará que un gen entregue el producto equivocado, ocurra varias veces o se pierda por completo, la epigenética se refiere a pequeños cambios en el material genético que hacen que un gen sea más o menos activo. Esto es crucial para que los organismos se adapten a las nuevas condiciones ambientales, como la dieta, la densidad de población o la temperatura.
"Los factores epigenéticos también pueden influir en el riesgo de cáncer y desempeñar un papel en el desarrollo clínico de la enfermedad", dice Lyko. Por ejemplo, colegas de DKFZ han demostrado recientemente que la epigenética desempeña un papel importante en el meduloblastoma, un tumor cerebral agresivo en niñosDKFZ PM Nr. 30/2014. Lyko explica que "para comprender los conceptos básicos de la epigenética, necesitamos modelos. Los modelos habituales de ratones y ratas que suelen utilizar los científicos del cáncer son menos útiles para este propósito".en otra parte.
Günter Vogt, un zoólogo de la Universidad de Heidelberg sugirió que los científicos de DKFZ echen un vistazo al cangrejo de río de mármol dulce que ahora se ha extendido por todo el mundo. En Madagascar, se reproduce tan rápido que representa una amenaza no solo ecológica sino también económicamente como los animalesdestruya los cultivos de arroz. Los cangrejos de río marmolados también se encuentran en los lagos del sur de Alemania, así como en Suecia y Japón, y ahora están disponibles en la mayoría de las tiendas de acuarios y mascotas.
"Como solo hay hembras, sospeché que estos cangrejos de río podrían reproducirse por clonación. De ser así, todos estos animales deberían tener ADN idéntico y la gran variedad en apariencia y comportamiento podría basarse completamente en causas epigenéticas".
Lyko sintió curiosidad y comenzó a mirar a estos animales en el laboratorio que confirmó la suposición. "Examinamos el ADN de 4 animales y descubrimos que eran completamente idénticos, no detectamos una sola diferencia genética. El cangrejo marmóreo es realmente unclon: millones de animales derivan de un solo espécimen original "
El cangrejo de río marmolado ha evolucionado a partir del cangrejo de río slough, una especie que los acuaristas han estado criando durante muchos años.
"En el caso de los cangrejos de río marmolados, algo ocurrió en el genoma que permite que los animales se propaguen por partenogénesis", explica Lyko. Los animales ponen huevos triploides que se convierten en cangrejos de río completos sin fertilización. Se presume que un choque frío accidentalprevino la división celular meiótica en los óvulos de una hembra. La meiosis reduce a la mitad la cantidad de cromosomas en la célula madre y sin ella los cangrejos de río ponen huevos diploides con un doble juego de cromosomas. Si estos óvulos son fertilizados, producen descendencia triploide - con unconjunto triple de cromosomas. Estos animales son más grandes que sus padres, pero normalmente son estériles y no pueden producir descendencia ellos mismos.
Los científicos han especulado que este 'evento en el genoma' resultó en que el cangrejo de río marmolado se estableciera como una especie separada. Los biólogos lo llaman una población espontáneamente fértil. Para probar esto, los investigadores pusieron cangrejos de río marmoleados junto con cangrejos de río masculinos."Los animales comenzaron a aparearse de inmediato, pero los descendientes que recibimos eran todos cangrejos de río de mármol puro. El material genético del cangrejo de río macho no se encontraba en ninguna parte. Todavía no sabemos si esto se debe a que la fertilización no ocurrió en el primer momento.lugar, o si, después de la fertilización, el material genético en el esperma permaneció sin usar "
Sin embargo, el cangrejo de río marmóreo es definitivamente una especie separada. Y como hicieron los hallazgos relevantes, a Lyko y sus colegas se les permitió nombrarlo. Decidieron 'Procambarus virginalis', que básicamente significa 'cangrejo de río virgen'.
Los científicos también descubrieron que, en comparación con los cangrejos de río Everglades, el cangrejo de río marmolado tiene solo alrededor de 1,4 veces la cantidad de material genético. En un conjunto de cromosomas triploides, sin embargo, esperaban alrededor de 1,5 veces la cantidad. Parece que algo desaparecióen el proceso. "Ahora estamos observando qué partes del genoma del cangrejo de río están desaparecidas en el cangrejo de río marmolado. Tal vez aquí también esté oculta la clave de la partenogénesis", plantea la hipótesis de Lyko.
Antes de comenzar a trabajar en cangrejos de río marmolados, el grupo de Lyko ya había probado otros modelos animales donde la epigenética juega un papel importante. Uno de ellos eran las abejas, donde una larva alimentada con jalea real se convertirá en una reina, mientras que las alimentadas con néctarse convierten en pequeñas abejas obreras regulares. Las langostas, cuando se mantienen aisladas en una jaula, muestran un discreto color verde. Sin embargo, cuando se les permite vivir en un enjambre, desarrollan un llamativo color marrón-amarillo. Ambos modelos animales no eran aptos para la investigación del cáncer, explica Frank Lyko: Las abejas no pueden ser criadas en el laboratorio, y todo el mundo encuentra repugnantes las langostas. Con suerte con los cangrejos de río marmolados, el grupo de Lyko ha encontrado el modelo ideal para la investigación del cáncer epigenético. Recientemente han publicado sus resultados en Biología abierta .
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Materiales proporcionados por Centro Alemán de Investigación del Cáncer Deutsches Krebsforschungszentrum, DKFZ . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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