La captura del primer celacanto vivo, un poderoso depredador oceánico, frente a las costas de Sudáfrica causó un gran revuelo en 1938, unos 65 millones de años después de su supuesta extinción.
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| Latimeria chalumnae, celacanto africano - WIKIMEDIA |
Los científicos de Toronto han revelado ahora que el
celacanto africano, Latimeria chalumnae, ganó 62 nuevos genes a través de
encuentros con otras especies hace 10 millones de años. Sus hallazgos se
publican en la revista Molecular Biology and Evolution.
Lo que es aún más fascinante es cómo surgieron estos genes.
Sus secuencias sugieren que surgieron de transposones, también conocidos como
"genes egoístas". Se trata de elementos de ADN parásitos cuyo único
propósito es hacer más copias de sí mismos, lo que a veces logran moviéndose
entre especies.
Los hallazgos muestran el efecto dramático que puede tener
el ADN transposón viajero en la creación de genes y permiten vislumbrar algunas
de las fuerzas que dieron forma al genoma de uno de los organismos más antiguos
y misteriosos.
"Nuestros hallazgos proporcionan un ejemplo bastante
sorprendente de este fenómeno de los transposones que contribuyen al genoma del
huésped", dice Tim Hughes, autor principal del estudio y profesor de
genética molecular en el Centro Donnelly de Investigación Celular y
Biomolecular de la Universidad de Toronto.
"No sabemos qué están haciendo estos 62 genes, pero
muchos de ellos codifican proteínas de unión al ADN y probablemente tienen un
papel en la regulación de los genes, donde incluso los cambios sutiles son
importantes en la evolución", dice Hughes.
Los transposones a veces también se denominan "genes
saltarines" porque cambian de ubicación en el genoma, gracias a una enzima
autocodificada que reconoce y mueve su propio código de ADN mediante el
mecanismo de "cortar y pegar". Pueden surgir nuevas copias a través
de saltos fortuitos durante la división celular cuando se replica todo el
genoma.
Con el tiempo, el código de la enzima se deteriora y cesa el
salto. Pero si la secuencia alterada confiere incluso una ventaja selectiva
sutil al huésped, puede comenzar una nueva vida como un gen huésped
auténtico.
Hay innumerables ejemplos de genes derivados de transposones
en todas las especies, pero el celacanto se destaca por su gran escala.
"Fue sorprendente ver a los celacantos aparecer entre
los vertebrados por tener una gran cantidad de estos genes derivados de
transposones porque tienen una reputación inmerecida de ser un fósil
viviente", dice el estudiante graduado Isaac Yellan, quien encabezó el
estudio.
"El celacanto puede haber evolucionado un poco más
lentamente, pero ciertamente no es un fósil", dice.
Yellan hizo el descubrimiento mientras buscaba contrapartes
en otras especies de un gen humano que estaba estudiando. Sabía que el gen,
CGGBP1, había surgido de un tipo particular de transposón en el antepasado
común de mamíferos, aves y reptiles. Recibió el nombre de la proteína que
codifica, que se une a secuencias de ADN que contienen CGG, pero fue difícil de
estudiar en parte porque no tiene contraparte en otras especies comúnmente
investigadas, como la mosca de la fruta.
Después de escanear todos los genomas disponibles, Yellan
pudo encontrar genes relacionados, pero su distribución entre especies era
irregular y no era lo que cabría esperar de un ancestro común. Además del gen
único similar al CGGBP en todos los mamíferos, aves y reptiles, Yellan encontró
copias en algunos, pero no en todos, los peces que observó, así como en la
lamprea, un vertebrado primitivo y un tipo de hongo. Los gusanos, los moluscos
y la mayoría de los insectos no tenían ninguno. Y luego hubo 62 en el
Celacanto, cuyo genoma estuvo disponible en 2013.
Una vez descartada la ascendencia común, parece en cambio
que los transposones llegaron a varios linajes en diferentes momentos al ser
transportados entre especies a través de lo que se conoce como transferencia
horizontal de genes.
"La transferencia horizontal de genes difumina la
imagen de dónde provienen los transposones, pero sabemos por otras especies que
puede ocurrir a través del parasitismo", dice Yellan. "La explicación
más probable es que se introdujeron varias veces a lo largo de la historia
evolutiva".
No está claro qué están haciendo los genes, pero varias
líneas de evidencia apuntan a un papel bien afinado en la regulación genética.
El modelado computacional y los experimentos de probeta establecieron que los
productos de los genes son proteínas que unen firmas de secuencias únicas en el
ADN, lo que sugiere un papel en la expresión de genes, similar a la contraparte
humana. Además, los genes se activan de forma variable en una docena de órganos
de celacanto para los que existen datos, lo que sugiere funciones finamente
ajustadas que son específicas de tejido.
El origen de los genes y lo que están haciendo en el
celacanto pueden seguir siendo un misterio. Los especímenes de investigación
solo son extraídos ocasionalmente por barcos de pesca y fue necesario hasta
1998 para descubrir la otra especie viva conocida, Latimeria menadoensis, en un
mercado de pescado de Indonesia.
La especie se dividió antes de que aparecieran los nuevos
genes, descartándolos de impulsar la especiación. Aún así, podrían haber dado
forma al celacanto africano que conocemos hoy, cuya majestuosa armadura de
escamas azul real arroja sombra sobre su pariente de color marrón, dijo Yellan
y señaló que esto es pura especulación.
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