En el pinzón cebra, existe un cromosoma adicional en las células reproductivas o de la línea germinal. Los pájaros cantores tienen 40 cromosomas y 41 con el cromosoma adicional. Conocido como el cromosoma restringido a la línea germinal, su secuencia es en gran parte desconocida y ninguna de susSe han identificado genes, hasta ahora. Utilizando técnicas sofisticadas de secuenciación del genoma, los investigadores de la Universidad Americana han identificado el primer gen del GRC. Este hallazgo podría allanar el camino para una mayor investigación sobre lo que hace que un ave sea macho o hembra.
"No sabemos la función de este gen, y no sabemos cuántos otros organismos tienen genes como este", dijo John Bracht, profesor asistente de biología en la Universidad Americana.
Bracht dirigió el equipo de estudiantes en el proyecto de genómica. La idea se originó cuando comenzó su laboratorio en AU en 2014 y comenzó a hablar sobre la genómica inusual del pinzón cebra con Colin Saldanha, coautor y colaborador del estudio.Saldanha es un neurobiólogo de la UA que estudia cómo el estrógeno protege los cerebros de los pinzones cebra de la inflamación peligrosa después de una lesión traumática. Ambos científicos acordaron que valdría la pena intentar secuenciar el misterioso cromosoma extra en la línea germinal de los pájaros cantores.
El trabajo comenzó hace tres años, y desde entonces, Bracht y sus estudiantes han utilizado la biología computacional para secuenciar, clasificar y filtrar datos genéticos obtenidos de los pinzones de Saldanha. Decidieron secuenciar el ARN porque gran parte del ADN puede ser muy repetitivo y gran parte de élno se utiliza para la codificación de proteínas necesaria para las funciones genéticas. El ARN representaba un objetivo más pequeño en el que encontrar un gen desconocido de un cromosoma desconocido, dijo Bracht.
Bracht y sus estudiantes comenzaron el proceso de ensamblaje con 167,929 hebras de ARN, eventualmente redujeron ese número mediante el proceso computacional y el trabajo de verificación en el laboratorio a ocho proteínas, una de las cuales confirmaron como el primer gen en el cromosoma restringido a la línea germinalque llamaron 'GRC α-SNAP'. Este es un hallazgo emocionante porque GRC α-SNAP es parte de la familia SNAP, genes cruciales para la fusión de membranas en la neurociencia y más allá. El hecho de que este nuevo gen SNAP se encuentre solo en la línea germinalsugiere inmediatamente varias funciones e instrucciones potenciales para los experimentos de seguimiento.
Otros hallazgos del proceso de filtrado son útiles para llenar los vacíos de la biología del pinzón. Cuando el genoma del pinzón cebra fue secuenciado en 2010, se perdieron algunos genes. El equipo de AU identificó 936 de estas proteínas faltantes, incluido otro gen SNAP más allá del GRCα-SNAP. Esto hace que el pinzón cebra sea el primer organismo conocido en mostrar una duplicación de genes para esta familia de genes SNAP.
Además, un análisis evolutivo mostró que GRC α-SNAP evolucionó para una selección positiva: evolución para cambios en su secuencia de proteínas, en lugar de selección para mantener el status quo. Esto sugiere la evolución hacia una función, pero se necesitará mucha más investigaciónnecesitaba determinar cuál es esa función y por qué existe. Por ahora, el equipo puede especular: por ejemplo, en las aves falta un determinante genético claro del sexo. ¿Podría el gen desempeñar un papel en la determinación del sexo?
"El descubrimiento de GRC α-SNAP plantea preguntas sobre la determinación del sexo en el pinzón cebra y la posibilidad de que sea parte de lo que hace que un ave hembra sea una hembra, posiblemente aguas abajo a través de la expresión genética en los ovarios", dijo Bracht.los pasos incluyen secuenciar el ADN y explorar estudios de funcionalidad en el pinzón cebra.
Los autores que contribuyen al artículo son Michelle Biederman, Megan Nelson, Kathryn C. Asalone, Alyssa Pederson y Colin Saldanha. El documento está en línea hoy en Biología actual .
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Materiales proporcionados por Universidad Americana . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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