El gran tiburón blanco es una de las criaturas marinas más reconocidas en la Tierra, lo que genera una gran fascinación pública y atención de los medios, incluido el engendro de una de las películas más exitosas de la historia de Hollywood. Este tiburón posee características notables, incluido su tamaño masivo hasta20 pies y 7,000 libras y bucear a casi 4,000 pies de profundidad. Los tiburones blancos también son una gran preocupación para la conservación dado su número relativamente bajo en los océanos del mundo.
En un importante paso científico para comprender la biología de este icónico depredador ápice y los tiburones en general, ahora se ha descodificado en detalle todo el genoma del tiburón blanco.
Un equipo dirigido por científicos del Centro de Investigación de Tiburones de la Fundación Save Our Seas de Nova Southeastern University NSU y el Instituto de Investigación Guy Harvey GHRI, la Facultad de Medicina Veterinaria de la Universidad de Cornell y el Acuario de la Bahía de Monterey, completó el genoma del tiburón blanco y lo comparóa genomas de una variedad de otros vertebrados, incluidos el tiburón ballena gigante y los humanos.
Los hallazgos se informan en la sección 'Últimos artículos' de la revista Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
La decodificación del genoma del tiburón blanco reveló no solo su enorme tamaño, una vez y media el tamaño del genoma humano, sino también una plétora de cambios genéticos que podrían estar detrás del éxito evolutivo de los cuerpos grandes ytiburones longevos.
Los investigadores encontraron ocurrencias sorprendentes de cambios específicos en la secuencia del ADN que indican la adaptación molecular también conocida como selección positiva en numerosos genes con funciones importantes en el mantenimiento de la estabilidad del genoma ¬¬- los mecanismos de defensa genética que contrarrestan la acumulación de daño en el ADN de una especie, preservando así la integridad del genoma.
Estos cambios de secuencia adaptativa se encontraron en genes íntimamente relacionados con la reparación del ADN, la respuesta al daño del ADN y la tolerancia al daño del ADN, entre otros genes. Es bien sabido que el fenómeno opuesto, la inestabilidad del genoma, que resulta del daño acumulado del ADN, predispone a los humanos anumerosos cánceres y enfermedades relacionadas con la edad.
"No solo hubo un número sorprendentemente alto de genes de estabilidad del genoma que contenían estos cambios adaptativos, sino que también hubo un enriquecimiento de varios de estos genes, lo que destaca la importancia de este ajuste genético en el tiburón blanco", dijo MahmoodShivji, Ph.D., director del Centro de Investigación de Tiburones de la Fundación Save Our Seas de NSU y GHRI. Shivji codirigió el estudio con Michael Stanhope, Ph.D., de la Facultad de Medicina Veterinaria de la Universidad de Cornell.
También fue notable que el genoma del tiburón blanco contenía un número muy alto de "genes saltarines" o transposones, y en este caso un tipo específico, conocido como LINE. De hecho, esta es una de las proporciones más altas de LINE casi el 30% descubierto en vertebrados hasta ahora.
"Se sabe que estos LINEs causan inestabilidad del genoma al crear roturas de doble hebra en el ADN", dijo Stanhope. "Es plausible que esta proliferación de LINEs en el genoma del tiburón blanco pueda representar un fuerte agente selectivo para la evolución de mecanismos eficientes de reparación del ADN, y se refleja en la selección positiva y el enriquecimiento de tantos genes de estabilidad del genoma ".
El equipo de investigación internacional, que también incluyó a científicos de la Universidad Estatal de California, Monterey Bay, la Universidad de Clemson, la Universidad de Porto, Portugal, y el Centro Theodosius Dobzhansky de Bioinformática del Genoma, Rusia, también encontró que muchos de los mismos genes de estabilidad del genoma enel tiburón blanco también se seleccionó positivamente y se enriqueció con el tiburón ballena de cuerpo enorme y longevo.
El descubrimiento de que el tiburón ballena también tenía estas adaptaciones clave en la estabilidad del genoma fue significativo porque, teóricamente, el riesgo de desarrollar cáncer debería aumentar tanto con el número de células cuerpos grandes como con la vida útil de un organismo; existe apoyo estadístico para un resultado positivorelación del tamaño corporal y el riesgo de cáncer dentro de una especie. Curiosamente, esto no tiende a sostenerse en todas las especies.
Contrariamente a lo esperado, los animales de gran tamaño no contraen cáncer con más frecuencia que los humanos, lo que sugiere que han desarrollado capacidades superiores de protección contra el cáncer. Las innovaciones genéticas descubiertas en los genes de estabilidad del genoma en el tiburón blanco y ballena podrían ser adaptaciones que faciliten la evoluciónde sus grandes cuerpos y longevidad.
"Decodificar el genoma del tiburón blanco proporciona a la ciencia un nuevo conjunto de claves para desvelar los misterios persistentes sobre estos depredadores temidos e incomprendidos: por qué los tiburones han prosperado durante unos 500 millones de años, más que casi cualquier vertebrado de la tierra", dijo el Dr.Salvador Jorgensen, científico investigador principal del Acuario de la Bahía de Monterey, coautor del estudio.
Pero las innovaciones no terminaron ahí.
Los genomas de los tiburones revelaron otras intrigantes adaptaciones evolutivas en genes vinculados a las vías de curación de heridas. Los tiburones son conocidos por su curación de heridas impresionantemente rápida.
"Encontramos una selección positiva y enriquecimientos de contenido genético que involucran varios genes vinculados a algunas de las vías más fundamentales en la curación de heridas, incluido un gen clave de coagulación de la sangre", dijo Stanhope. "Estas adaptaciones que involucran genes de curación de heridas pueden ser la base de la capacidad alardeadade tiburones para curarse de manera eficiente incluso de heridas grandes ".
Los investigadores dicen que acaban de explorar la "punta del iceberg" con respecto al genoma del tiburón blanco.
"La inestabilidad del genoma es un tema muy importante en muchas enfermedades humanas graves; ahora nos encontramos con que la naturaleza ha desarrollado estrategias inteligentes para mantener la estabilidad de los genomas en estos tiburones de gran tamaño y larga vida", dijo Shivji. "Todavía hay toneladasaprender de estas maravillas evolutivas, incluida información que potencialmente será útil para combatir el cáncer y las enfermedades relacionadas con la edad, y mejorar los tratamientos de cicatrización de heridas en humanos, a medida que descubramos cómo lo hacen estos animales ".
La decodificación del genoma del tiburón blanco también ayudará con la conservación de este y otros tiburones relacionados, muchos de los cuales tienen poblaciones en rápido declive debido a la sobrepesca ", dijo Steven O'Brien, genetista conservacionista de NSU, quien co-concibió este estudio."Los datos del genoma serán una gran ventaja para comprender la dinámica de la población de tiburones blancos y conservar mejor esta asombrosa especie que ha capturado la imaginación de tantos".
Esta investigación fue financiada por la Fundación Save Our Seas de NSU, la Fundación Guy Harvey Ocean, la Fundación Hai Stiftung / Shark, el Acuario de la Bahía de Monterey y el apoyo en especie de Illumina, Inc. y Dovetail Genomics.
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Materiales proporcionado por Universidad Nova Southeastern . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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