Los "genes saltarines" del maíz finalmente han sido mapeados por un equipo internacional dirigido por investigadores de la Universidad de California, Davis, y el Laboratorio Cold Spring Harbor. El descubrimiento podría beneficiar en última instancia la cría y producción de maíz, uno de loscultivos más importantes del mundo.
Los elementos transponibles, o transposones, son secuencias de ADN que pueden mover ubicaciones dentro de un genoma "genes saltadores". Descubiertos en el maíz por la genetista ganadora del Nobel Barbara McClintock en la década de 1940, muchos científicos consideraron que tenían poco papel.en genética. Sin embargo, otros, incluido McClintock, pensaron que los transposones dentro de un genoma pueden tener papeles importantes en las células, incluida la regulación de la expresión génica. Ahora sabemos que los elementos transponibles se encuentran en la mayoría de los organismos, que representan más del 80 por ciento del genoma del maíz ycasi el 50 por ciento del genoma humano.
Hasta ahora, las ubicaciones exactas de los transposones han sido esquivas, principalmente porque han sido muy difíciles de secuenciar y ensamblar. Michelle Stitzer, estudiante graduada en biología de poblaciones en UC Davis, y el genetista de maíz Jeff Ross-Ibarra, profesor deLas ciencias de las plantas trabajaron con colegas en Cold Spring Harbor y varias universidades y compañías de tecnología del genoma para crear un nuevo genoma de referencia del maíz que incluye muchas regiones complejas de repetición. La nueva tecnología de secuenciación que usaron se describe en una reciente Naturaleza publicación
Identificación y clasificación de elementos transponibles en maíz
"Los genomas de referencia de maíz anteriores no identificaban todas las regiones repetitivas", dijo Stitzer. "Hasta ahora, conocíamos las posiciones relativas de los segmentos de secuencia, pero no todas las partes desordenadas entre ellas. Esta nueva tecnología nos ha permitido secuenciartodas las regiones repetitivas ". Stitzer ha desarrollado métodos para identificar las posiciones de los transposones en el maíz, incluso cuando saltan entre sí.
"El Naturaleza la publicación se centró en la tecnología, que dio una secuencia de genoma valiosa y de alta calidad ", dijo Ross-Ibarra," pero luego Michelle creó algoritmos computacionales para identificar elementos transponibles individuales en todo el genoma, lo que nunca antes se había hecho ".
"Su trabajo revela una ecología completa de transposones, completa con complejas relaciones de competencia y cooperación. Esto nos permite comenzar a entender la rica biodiversidad del genoma como un ecosistema".
Nathan Springer, profesor de la Universidad de Minnesota y coautor de la Naturaleza artículo, señaló, "Los nuevos enfoques de Michelle para identificar y clasificar el complemento completo de elementos transponibles en el maíz deberían conducir a nuevos descubrimientos biológicos fundamentales".
Nuevas ventanas en la investigación de transposones
Los transposones pueden regular y cambiar la expresión de genes cercanos dependiendo de dónde aterrizan en el genoma, dijo Stitzer. "Eso es muy importante de saber, pero fue difícil de identificar cuando no pudimos averiguar dónde estaban en la secuencia del genoma"."
Se sabe que las inserciones de transposones y su impacto en la expresión génica influyen en la forma en que la planta de maíz interactúa con su entorno. Por ejemplo, diferentes inserciones de transposones confieren tolerancia a la sequía, tiempo de floración alterado, capacidad de crecer en tóxicos ricos en aluminiosuelos, y han permitido que el maíz se extienda a latitudes templadas al romper la sensibilidad a los largos días de los trópicos. Y en general, se ha demostrado que las inserciones de elementos transponibles alteran la expresión génica en condiciones estresantes. Pero estas inserciones con consecuencias funcionales conocidas solo representan un puñadode los cientos de miles de elementos transponibles en el genoma del maíz.
Damon Lisch, profesor de la Universidad de Purdue que estudia la regulación y evolución de los elementos transponibles de las plantas, dijo: "Simplemente no podemos entender la complejidad de los genomas de las plantas a menos que podamos identificar los elementos transponibles. El trabajo de Michelle proporciona una hoja de ruta invaluable que nos permitepara comenzar a desenredar la diversidad de todos los elementos genéticos que componen el genoma del maíz ".
Ross-Ibarra dijo que ahora que el genoma del maíz está completamente secuenciado y se han determinado las ubicaciones de los transposones, se está abriendo un nuevo campo de investigación más allá del papel de los genes individuales en el maíz: determinar el papel de los transposones individuales.
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Materiales proporcionado por Universidad de California - Davis . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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