Los científicos de la Universidad de Massachusetts Amherst, la Universidad de Vanderbilt y la Universidad de Clark han arrojado nueva luz sobre la base genómica de la adaptación ecológica del oso polar al señalar cambios rápidos en los números de copias de genes del oso en respuesta a una dieta que cambia de la vegetación a la carne.
En un artículo publicado el lunes 17 de junio en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias y elegido para la portada de PNAS Vol. 116, número 27, John G. Gibbons y el estudiante de doctorado Shu Zhao de UMass Amherst, David C. Rinker de Vanderbilt y Natalya K. Specian de Clark discuten el primer estudio a nivel de población para caracterizar todo el genomapatrones de variación del número de copias CNV en el oso polar y el oso pardo.
CNV se refiere a las diferencias entre los individuos en el número de copias de una porción particular del genoma, y los resultados del estudio sugieren que esta variación desempeñó un papel importante en la adaptación de los osos polares al Ártico.
"Esta investigación aborda una cuestión evolutiva general de cómo la dieta da forma al genoma", explica Gibbons, profesor asistente de ciencias de los alimentos.
Dado que el oso pardo o pardo Ursus arctos y el oso polar Ursus maritimus divergieron hace menos de 500,000 años, el oso polar ha desarrollado rasgos únicos para adaptarse al clima y la ecología del Ártico, como una capa de pigmento camuflado.piel libre. Estudios genómicos de población anteriores de osos polares y osos pardos analizaron polimorfismos de un solo nucleótido, o cambios en un solo par de bases en una secuencia de ADN.
"Las CNV eran tradicionalmente más difíciles de detectar, por lo que no siempre se analizaban", dice Gibbons. "Con los recientes avances en las tecnologías de secuenciación de ADN en los últimos 15 años, se han desarrollado enfoques computacionales para detectar y cuantificar las CNV a partir de datos genómicos".. Los datos del oso polar nos dieron una buena oportunidad para llenar el vacío ".
Utilizando los datos de secuencia de ADN del genoma completo sin procesar disponibles, el equipo de investigadores comparó las diferencias en los números de copias de genes entre 17 osos polares, nueve osos pardos y dos osos negros. "Los osos polares y los osos pardos son excelentes modelos para explorar el impacto de la naturalezaselección sobre la CNV ", escriben los investigadores," porque habitan hábitats muy diferentes y, sin embargo, se separaron tan recientemente que siguen siendo capaces de producir híbridos fértiles ".
Gibbons dice que él y sus colegas esperaban ver diferencias en los números de copias de genes relacionados con la dieta de los osos, y lo hicieron. Los osos pardos son omnívoros, principalmente consumen vegetación, mientras que los osos polares evolucionaron rápidamente a una dieta completamente carnívora, comiendo focas yotros animales.
"Este fue un caso de prueba para comprender el efecto de las diferencias en la dieta sobre las variaciones del número de copias", dice Gibbons. "Si no lo viéramos aquí, podríamos no verlo en ningún lado. Fue bastante generalizado y bastante convincente."
Gibbons señala dos de los hallazgos interesantes. De los genes anotados como receptores olfativos, el 88 por ciento tenía números de copias más bajos en los osos polares, en comparación con los osos pardos y los osos negros. Explica: "Primero, hay menos para oler en elÁrtico. Los osos polares tienen que enfocarse principalmente en dos cosas: focas y compañeros. No buscan bayas, hierbas, hierbas, raíces y bulbos, como el oso pardo ".
También se descubrió que los osos polares poseen menos copias del gen AMY1B que los osos pardos. AMY1B codifica la amilasa salival, la enzima que inicia la digestión del almidón cuando los animales mastican alimentos de origen vegetal ". Poblaciones humanas con alto contenido de almidón"La dieta tiene más copias de este gen en su genoma que las poblaciones humanas con una dieta baja en almidón", dice Gibbons. "Encontramos lo mismo con los osos. Si piensas en sus dietas, tiene sentido".
La nueva investigación concluye que analizar las variantes del número de copias es una herramienta importante cuando se investigan los cambios evolutivos impulsados por la selección natural.
"La evolución actúa sobre diferentes tipos de variantes genéticas para hacer lo mismo", dice Gibbons. "Ahora que tenemos la tecnología para detectar CNV, el consenso es que este tipo de mutación debe ser examinada, junto con los métodos tradicionales paradetectar partes del genoma que están conformadas por selección natural "
Gibbons planea construir sobre la investigación genómica del oso polar con una investigación de otra especie: Homo sapiens. "Nuestro siguiente paso es observar dos poblaciones humanas diferentes para ver si vemos diferencias similares en las variantes de número de copias".
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Materiales proporcionado por Universidad de Massachusetts en Amherst . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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