Los científicos del Centro RIKEN para la Investigación de la Dinámica de los Biosistemas BDR en Japón, en colaboración con otros institutos y acuarios japoneses, han decodificado los genomas completos de dos especies de tiburones por primera vez y han mejorado las secuencias del genoma del tiburón ballena liberadas anteriormente.analizando los genomas y comparándolos con los de otras especies de vertebrados, han construido una visión general de sus historias de vida únicas y caminos evolutivos. Este trabajo fue publicado en línea en Ecología y evolución de la naturaleza.
Los avances en la secuenciación del genoma han permitido comparar genomas de diferentes especies, brindándonos información sobre sus historias y características evolutivas. Si bien los datos de muchos organismos están disponibles, hasta la fecha, la secuenciación del genoma para los tiburones se ha visto obstaculizada por sus enormes genomas,que son incluso más grandes que el genoma humano. La notable excepción es el tiburón elefante, aunque estrictamente hablando este pez no está clasificado profesionalmente como un verdadero tiburón.
Los tiburones tienen muchas características únicas, incluidas sus estructuras corporales, sistemas reproductivos, forma de detección y longevidad extrema: se sabe que una especie de tiburón vive durante más de tres siglos. Los genomas de tiburón completamente decodificados serán de gran ayuda para la investigación dirigidapara descubrir las bases moleculares de estas cualidades. Con este objetivo final en mente, un equipo de investigación dirigido por Shigehiro Kuraku en RIKEN BDR analizó genomas de tiburones utilizando tecnologías de secuenciación de ADN de vanguardia y bioinformática comparativa que fueron capaces de manejar secuencias a escala gigabase.Eligieron dos especies principales, el tiburón de bambú de banda marrón y el tiburón gato turbio, porque pueden criarse en acuarios, lo que hace que sea relativamente fácil obtener muestras vivas constantemente. También realizaron un ensamblaje mejorado del genoma del tiburón ballena, que había sidoPublicado anteriormente.
Uno de los acertijos con respecto a los tiburones es por qué sus genomas son tan grandes. El equipo descubrió que el gran tamaño del genoma se debe a inserciones masivas de elementos repetitivos. Al mismo tiempo, los genomas de los tiburones han evolucionado lentamente, lo que significa que tienenmantuvo muchos repertorios de genes ancestrales y puede considerarse como "fósiles vivos" en un sentido genómico.
El equipo descubrió que los tiburones tienen contrapartes de genes humanos que regulan el crecimiento, la reproducción y la homeostasis, como la obesidad, el apetito y el sueño, lo que sugiere que los elementos de nuestra maquinaria molecular para la fisiología básica han existido durante más de 450 millones de años, antes de los tiburonesseparado de nuestros ancestros comunes.
Los genomas de tiburones recientemente decodificados ya han proporcionado una serie de ideas, incluidas las relacionadas con la función visual. Los investigadores analizaron la absorción de la luz de los pigmentos visuales en el tiburón ballena y descubrieron que su pigmento de rodopsina está sintonizado para detectar longitudes de onda relativamente cortas -- cerca de 480 nm - que puede penetrar el agua de las profundidades del mar. Esto no es cierto en su pariente cercano el tiburón bambú, y los investigadores especulan que la función alterada de la rodopsina está relacionada con el estilo de vida único del tiburón ballena, que se sumergea aproximadamente 2000 m cuando no se alimenta cerca de la superficie. Este descubrimiento se logró combinando el análisis de secuencia de ADN y el trabajo de laboratorio utilizando materiales sintetizados, pero sin experimentos con animales.
El equipo también mostró que las tres especies de tiburones analizadas tienen relativamente pocos genes receptores olfativos, lo que implica que dependen de otros sistemas, como la detección de campos electromagnéticos, para la navegación.
"Nuestros resultados llenarán un vacío de larga data en la biología del genoma de los animales, y también nos ayudarán a comprender mejor el metabolismo, el ciclo reproductivo y el monitoreo de la salud de los tiburones", dice Keiichi Sato, autor y subdirectordel Acuario Okinawa Churaumi. "Tal comprensión debería contribuir a la conservación de los ambientes marinos, así como a la cría sostenible y las exhibiciones en acuarios que permitan a todos experimentar la biodiversidad de cerca".
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Materiales proporcionados por RIKEN . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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