El killi turquesa Nothobranchius furzeri es el vertebrado de vida más corta que se puede mantener en condiciones de laboratorio.Ejemplifica un rápido crecimiento y envejecimiento en movimiento rápido.Ahora, investigadores del Instituto Leibniz sobre el Envejecimiento FLI en Jena, Alemania, han obtenido la secuencia del genoma del pez, un hito importante para el establecimiento de N. furzeri como un nuevo sistema modelo para la investigación del envejecimiento. Los resultados se publican en la revista Cell.
Es difícil creer que puede servir como un sistema modelo para el envejecimiento humano al observar el colorido pez killi turquesa que nada en su acuario, pero lo hace. Un número cada vez mayor de investigadores interesados en el envejecimiento están trabajando con este pez debidoa su vida útil extremadamente corta que, incluso en condiciones óptimas de vivienda, no se extiende más allá de cuatro a doce meses, marcado por el rápido crecimiento y el rápido envejecimiento. De hecho, el proceso de envejecimiento de N. furzeri y los humanos comparten muchas características comunes, ambos son vertebrados. Un equipo internacional de científicos del Instituto Leibniz sobre el Envejecimiento - Instituto Fritz Lipmann FLI - especialmente Kathrin Reichwald, Alessandro Cellerino, Christoph Englert y Matthias Platzer - junto con la cooperacióninstitutos, ahora han logrado descifrar y analizar N. furzeri genoma. Este hito hacia la comprensión del control genético del envejecimiento humano y los resultados, junto con un estudio paralelo de colegas de la Universidad de Stanford, ahora se han publicado en la revista Celda .
genoma de Nothobranchius disponible públicamente
Crucialmente, para aquellos investigadores que usan N. furzeri como sistema modelo, la secuencia de su genoma y una gran cantidad de datos de transcriptoma es decir, qué genes se activan o desactivan durante el proceso de envejecimiento ahora están disponibles públicamente para la comunidad investigadora ". La calidad de esta secuencia escomparable a la primera secuencia del genoma humano publicada hace 15 años, que revolucionó la investigación biomédica en ese momento ", entusiasma a Matthias Platzer, líder del grupo de investigación en la FLI e involucrado en las progresiones de secuenciación del genoma humano y de los peces". Ciertamente,muchos detalles aún no están claros, especialmente con respecto a la función de los genes. Pero se ha establecido la piedra angular más importante para futuros análisis genéticos ".
"Puntos calientes del envejecimiento" en el genoma
Al comparar el proceso de envejecimiento del cerebro, el hígado y la piel de los peces, los investigadores de FLI descubrieron que los genes responsables del envejecimiento N. furzeri no se diseminan al azar, sino que se concentran en regiones pequeñas específicas del genoma ". El descubrimiento de estos puntos calientes de envejecimiento en el genoma nos permite suponer que los genes dentro de estas regiones están de alguna manera coordinados en su activación o desactivación", comenta Alessandro Cellerino. El neurobiólogo de la Scuola Normale Superiore en Pisa, Italia, es miembro asociado de la FLI y, hace doce años, fue uno de los primeros en proponer N. furzeri como un sistema modelo de envejecimiento. "Saber cómo se organizan los genes relevantes para el envejecimiento y cómo se pueden in activar puede ayudar a identificar los mecanismos clave que también regulan el envejecimiento humano", continúa Cellerino.
Envejecer como Déjà-vu
Otro análisis se centró en los patrones de activación de genes durante la diapausa, que los embriones de N. furzeri puede sufrir durante las estaciones secas. Sorprendentemente, los patrones de activación comparten similitudes con los observados durante el envejecimiento: la producción de proteínas aumenta, mientras que la división celular se ve obstaculizada. En el envejecimiento, esta expresión de genes presumiblemente ocurre para compensar la acumulación de daños proteicos;Durante la diapausa, los mismos genes pueden activarse para preparar todo el embrión para ponerse al día con el desarrollo interrumpido y estar listos para eclosionar cuando comience la temporada de lluvias. Christoph Englert, profesor de Genética Molecular en la Universidad de Jena y líder del grupo de investigación en el FLIha estado trabajando con N. furzeri durante años. Explica que "somos los primeros en mostrar estas similitudes entre la activación génica en la diapausa y el envejecimiento en los vertebrados. Este podría ser un nuevo punto de partida para descubrir aún más genes relevantes para el envejecimiento".
N. furzeri como Time Machine
Mirando profundamente en el genoma de N. furzeri es similar a viajar en una máquina del tiempo. En este pequeño pez, los investigadores pueden observar el desarrollo de cromosomas sexuales que ocurrieron en mamíferos hace 300 millones de años. También se ha descubierto un nuevo gen para la determinación del sexo. Gen gdf6, que en humanoses relevante para el crecimiento óseo, sirve como cambio genético N. furzeri , convirtiendo los embriones de peces en machos. "Ya asumimos que la determinación del sexo es un mecanismo joven evolutivo, porque los cromosomas X e Y de N. furzeri todavía se ve muy similar ", describe Kathrin Reichwald - Postdoc en el FLI y primer autor del estudio." Pero encontrar este cambio genético es una verdadera sorpresa ". Para los análisis de la determinación del sexo en N. furzeri , la FLI colaboró enormemente con Manfred Schartl del BioCenter de la Universidad de Würzburg, un experto en este campo.
Descifrando el genoma de N. furzeri - Un hito para comprender la genética del envejecimiento
La secuencia de la N. furzeri el genoma representa un hito para la investigación del envejecimiento humano, ya que casi todos los genes de los peces pequeños también están presentes en los humanos. Con los datos proporcionados por los investigadores de FLI, los científicos de todo el mundo ahora pueden establecer mutaciones específicas para investigar la relevancia de genes individualespara el envejecimiento, a fin de comprender mejor los mecanismos de regulación y, eventualmente, desarrollar nuevos enfoques para la terapia o la prevención de enfermedades relacionadas con el envejecimiento.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Leibniz sobre el Envejecimiento - Instituto Fritz Lipmann FLI . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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