Un equipo de científicos australianos e internacionales, dirigido por la profesora Rebecca Johnson, directora del Instituto de Investigación del Museo Australiano y la profesora Katherine Belov, de la Universidad de Sydney, ha logrado un avance significativo en la secuenciación exitosa del genoma completo del koala, con los hallazgos publicadoshoy en Genética de la naturaleza .
Considerado como el genoma marsupial más completo secuenciado hasta la fecha, es en términos de calidad, a la par del genoma humano. Los datos genómicos altamente precisos proporcionarán a los científicos nueva información que informará los esfuerzos de conservación, ayuda en el tratamiento deenfermedades y ayuda a garantizar la supervivencia a largo plazo del koala.
"El Koala Genome Consortium ha sido un viaje ambicioso que nos ha brindado grandes conocimientos sobre los componentes genéticos que componen un koala, uno de los mamíferos más carismáticos e icónicos de Australia, así como del mundo", dijo el profesor Johnson.
"Este hito proviene de nuestra visión de utilizar la genómica para conservar esta especie. El plan genético no solo ha desenterrado una gran cantidad de datos sobre la dieta inusual y altamente especializada de koalas de las hojas de eucalipto, sino que también proporciona información importante sobre su sistema inmunológico, la diversidad de la población y la evolución de los koalas ", dijo.
Co-autor principal en la Universidad de Sydney, Profesor de Genómica Comparada, Katherine Belov dijo :
"El genoma proporciona un trampolín para la conservación de esta especie biológicamente única"
El consorcio de científicos liderado por Australia estaba compuesto por 54 científicos de 29 instituciones diferentes en siete países. Han secuenciado más de 3.400 millones de pares de bases y más de 26.000 genes en el genoma de Koala, lo que lo hace un poco más grande que el genoma humano.La secuencia genómica proporciona a los científicos una visión sin precedentes de la biología única del koala.
El profesor Johnson dijo que la respuesta desigual de las poblaciones de koalas en toda su área de distribución fue uno de los principales desafíos que enfrenta el manejo a gran escala de la especie.
"El genoma permite un enfoque holístico y científicamente fundamentado para la conservación del koala", dijo. "Australia tiene el mayor registro de extinción de mamíferos de cualquier país durante el Antropoceno".
"Los números de koalas se han desplomado en las partes del norte de su área de distribución desde el asentamiento europeo, pero han aumentado en algunas partes del sur, especialmente en Victoria y Australia del Sur".
Director y CEO, Museo Australiano, Kim McKay, AO felicitó al Profesor Johnson y al equipo por este logro.
"Hoy celebramos la finalización de la secuenciación del genoma marsupial de la más alta calidad realizada hasta la fecha. Este trabajo se realizó a través de los esfuerzos meticulosos no solo del profesor Johnson y el profesor Belov, sino también de las contribuciones de muchos otros científicos del Museo Australiano, comoasí como a científicos de todo el país y del mundo. Será el comienzo de una nueva era en nuestra comprensión y conservación del icónico koala ", dijo.
La profesora Jennifer Graves, AO, distinguida profesora de Genética de la Universidad de La Trobe y ganadora del Premio de Ciencia del Primer Ministro 2017, dijo: "Nunca podríamos haber imaginado, cuando fuimos pioneros en la genética del koala en la década de 1980, que un día nosotros 'd tener toda la secuencia del genoma del koala. Esto abre todo tipo de formas en que podemos monitorear la salud genética de las poblaciones de koala ".
El Koala Genome Consortium anunció el establecimiento del proyecto en 2013 con su primer borrador del genoma sin ensamblar. El objetivo colectivo era dirigir su investigación para garantizar la supervivencia a largo plazo de este importante marsupial y al mismo tiempo aumentar la capacidad genómica de Australia.
Desde entonces, los investigadores han trabajado incansablemente para ensamblar este genoma en el genoma marsupial más completo y preciso hasta la fecha y anotar sus 26,000 genes para el análisis. El genoma del koala se ha secuenciado con una precisión del 95.1%, que es comparable a la deel genoma humano
Los 3.400 millones de pares de bases del genoma Koala publicado se secuenciaron en el Centro Ramaciotti de Genómica, en la Universidad de Nueva Gales del Sur, utilizando una nueva tecnología de secuenciación.
"Luego ensamblamos el genoma con supercomputadoras, permitiendo que el Consorcio estudie los> 20,000 genes de esta especie única", dijo el profesor Marc Wilkins, Director, Centro Ramaciotti de Genómica, UNSW.
Los miembros del consorcio del Instituto Earlham EI, Norwich, Reino Unido identificaron que los koalas tienen dos grandes expansiones en una familia de genes que se sabe que son parte integral de la desintoxicación, la familia de enzimas metabólicas del gen Cytochrome P450. Descubrieron que estos genes sonexpresado en muchos tejidos de koala, particularmente en el hígado; lo que indica que tienen una función muy importante en la desintoxicación y probablemente permitieron a los koalas convertirse en especialistas en dietas.
Como explica el profesor Johnson, "esto probablemente los ayudó a encontrar su nicho para sobrevivir, ya que podían confiar en una fuente de alimentos que tendría menos competencia de otras especies que no podían desintoxicarse de manera tan efectiva".
El Dr. Will Nash en el Grupo Haerty en el Instituto Earlham, dijo: "La duplicación de genes puede conducir a la retención de copias de genes asociados con funciones específicas en el genoma. En Koala, el grupo más grande de copias retenidas produce una enzima que se descomponetoxinas. Esto significa que el Koala ha desarrollado un excelente juego de herramientas para lidiar con el consumo de eucaliptos altamente tóxicos, uno compuesto por muchas copias de las mismas herramientas o muy similares ".
Según el profesor Belov, otro descubrimiento importante fue la caracterización de la composición de la leche de koala. Al igual que todos los marsupiales, los koalas realizan la mayor parte de su desarrollo en la bolsa. Nacen sin un sistema inmunitario después de 34-36 días de gestación y pasan~ 6 meses en desarrollo en la bolsa.
"Caracterizamos los componentes principales de la leche materna, que es crucial para los koala joeys, nacidos del tamaño de un frijol y con un peso de medio gramo", dijo el profesor Belov.
"Identificamos genes que permiten al koala afinar la composición de la proteína de la leche en las etapas de la lactancia, para satisfacer las necesidades cambiantes de sus crías".
"Gracias al genoma de alta calidad, el equipo pudo analizar y descubrir proteínas lácteas específicas de koala que son críticas para varias etapas de desarrollo. También parece que estas proteínas pueden tener un papel antimicrobiano, mostrando actividad contra un rango deespecies bacterianas y fúngicas, incluida Chlamydia pecorum, la cepa que se sabe que causa enfermedades oculares y reproductivas en los koalas ", dijo.
La clamidia causa infertilidad y ceguera y ha afectado gravemente a las poblaciones de koalas en Nueva Gales del Sur y Queensland. Utilizando la información obtenida del genoma del koala, los científicos esperan desarrollar una vacuna para combatir enfermedades como la clamidia.
El profesor Peter Timms, de la Universidad de Sunshine Coast dijo: "Además de la clamidia, la otra infección importante que amenaza a la especie es el retrovirus del koala KoRV, sin embargo, actualmente se sabe muy poco al respecto. Se ha descubierto el genoma completo del koalainstrumental para demostrar que un koala individual puede tener muchas más de cien inserciones de KoRV en su genoma, incluidas muchas versiones de KoRV.
"Esta información permitirá determinar qué cepas de KoRV son más peligrosas y ayudar con nuestro desarrollo de una vacuna KoRV", dijo.
Uno de los procesos más amenazadores para la supervivencia de los koalas es la pérdida de hábitat a través del desmonte y la urbanización, lo que resulta en una reducción de la conectividad del hábitat, una diversidad genética reducida y pone a los koalas en un alto riesgo de endogamia. Los resultados de la endogamia pueden ser muy perjudiciales parasupervivencia de esas poblaciones de koalas, ya que conduce a una diversidad genética reducida.
El profesor Johnson agregó: "Por primera vez, utilizando más de 1000 marcadores vinculados al genoma, podemos demostrar que las poblaciones de NSW y QLD muestran niveles significativos de diversidad genética y conectividad a largo plazo entre regiones".
"Asegurar que esta diversidad genética se conserve en concierto con otras medidas de conservación para proteger el hábitat, reducir los golpes de vehículos, ataques de perros y enfermedades, son las claves para la supervivencia a largo plazo del koala".
El Dr. Graham Etherington en el Grupo Di Palma en el Instituto Earlham, dijo: "Con su aspecto de cachorro, el Koala es una especie reconocida internacionalmente. Pero este icónico marsupial australiano no es solo una cara bonita".
"El ensamblaje del genoma de Koala es, con mucho, el recurso genómico marsupial más completo hasta la fecha, lo que nos permite conocer cómo surgió este animal único y nos proporciona información sobre posibles amenazas para su supervivencia. También nos proporciona unexcelente plataforma para lanzar más proyectos de genoma marsupial que podrían analizar posibles reservorios genéticos de genes antimicrobianos previamente desconocidos que podrían aprovecharse para la salud humana.
"Además, nos proporciona una increíble cantidad de información sobre la diversidad genética en diferentes poblaciones de koalas que se puede utilizar como punto de referencia para futuros estudios sobre otras especies de marsupiales en peligro de extinción".
Esta secuenciación genómica representa la nueva generación de políticas de conservación basadas en la ciencia, ya que se ha integrado como un pilar importante en la Estrategia de Koala NSW 2018.
Todos los datos de secuencia generados por The Koala Genome Consortium han sido depositados en bases de datos públicas y puestos a disposición de los científicos de todo el mundo.
"Los datos abiertos no solo promueven los mejores intereses de la ciencia, sino que también maximizan los beneficios que las poblaciones de koalas y el público reciben de dicha investigación", dijo el profesor Johnson.
El koala Phascolarctos cinereus es un marsupial australiano nativo que habita en los árboles y es uno de los mamíferos más fascinantes e icónicos del mundo.El koala no solo es sinónimo de Australia, sino que también es un poderoso símbolo internacional para la preservación y conservación de nuestro mundo natural.
Los koalas salvajes se encuentran actualmente en bosques de eucaliptos y bosques en el este de Australia Victoria, Nueva Gales del Sur y Queensland y se han trasladado a otros sitios, como el sureste de Australia del Sur y en algunas islas como Kangaroo Island, South Australia yIsla francesa, Victoria.
Su dieta única y altamente específica de hojas de eucalipto goma ha resultado en que los koalas son especialmente vulnerables a la pérdida de hábitat debido a la limpieza de la vegetación nativa para la agricultura y el desarrollo urbano. El gobierno federal australiano enumera las poblaciones de koalas en Queensland, Nueva York.Gales del Sur y el Territorio de la Capital Australiana como 'Vulnerables' según la legislación ambiental nacional.
"Nuestros próximos esfuerzos deben estar en la aplicación de estos hallazgos para manejar genéticamente las poblaciones de koalas, avanzar el tratamiento de las enfermedades que afectan a los koalas, con el objetivo de conservar esta especie tan importante", dijo el profesor Johnson.
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Materiales proporcionados por Universidad de Sydney . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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