Los científicos saben desde hace décadas los genes pueden ser transferidos de una especie a otra, tanto en animales como en plantas, pero desconocen el proceso. Ahora, se ha identificado un vector de transferencia horizontal de genes (THG) en gusanos. La investigación, publicada en la revista ‘Science’, puede conducir al descubrimiento de otros vectores de TGH en eucariotas y encontrar aplicaciones en el control de patógenos.
la transferencia de información genética entre especies, denominada transferencia horizontal de genes, es un fenómeno observado en eucariotas, incluidas algunas especies de vertebrados. Investigadores del laboratorio de Alejandro Burga, del Instituto de Biotecnología Molecular (IMBA) de la Academia de Ciencias de Austria, han descubierto uno de los vectores de la transferencia horizontal de genes en los nematodos más buscadoslos antiguos transposones virales llamados Mavericks.
Tras estudio, los Mavericks son los responsables de un evento entre TGH dos especies de gusanos cuyos genomas son tan divergentes como los humanos y los peces. Los científicos predicen que los Mavericks y elementos análogos pueden mediar la TGH en un todo más grande de linajes animalis, incluidos los vertebrados.
Los trozos que viven en los océanos Árticos y la Antártida han desarrollado ingeniosas estrategias para evitar que su sangre y sus tejidos se congelen en las inhóspitas aguas polares. Una de esas estrategias adaptativas es la evolución de genes que producen proteínas anticongelantes.
Sin embargo, hace más de una década, los científicos se asombraron al descubre que las arenas y los pejerreyes –dos especies completamente diferentes– tiene exactamente la misma proteína anticongelante codificada en sus genomas, lo que indica una transferencia de genes entre ellos.
Mediando el trabajo de detective genético, Burga y su equipo demostraron un evento de TGH entre dos especies isleñas reproductoras que son genéticamente tan diferentes como los seres humanos son de los peces. Y lo que es más importante, se puede identificar la causa: una familia de transposones similares a virus llamados Mavericks.
«Los Mavericks ya eran conocidos como una clase de transposones, pero Nuestro trabajo es relacionarnos ante todo con TGH“, explica Alejandro Burga, autor del estudio. Esta es la primera vez que podemos identificar definitivamente a un culpable», agregó Sonya Widen, coautora del estudio y becaria postdoctoral en el laboratorio de Burga.
Cuando describieron a los Mavericks a los medios de comunicación de la década de 2000, inicialmente pensaron que eran grandes transposones, elementos genéticos egoístas que saltaban y se autopropagaban en el genoma a expensas de su huésped. los inconformistas no tardaron en presentarse en la alcaldía de las sucursales de eucariotasincluyen al humano, estableciendo así que se originaron hace mucho tiempo.
Pronto aparecerán pruebas de que los Mavericks contiene genes que codifican elementos viral, como una cápside y una ADN polimerasa. «La evolución de los transposones y los virus está muy arraigada», dice Burga. Sin embargo, la tapa y el ADN no han sido protegidos para que un transpositor se salte el genoma de su cuerpo e infecte células de un cuerpo completamente separado.
Ahora, los investigadores de IMBA se han encontrado con el eslabón perdido: Los transposones de los genomas de gusanos han Compré la hoja de proteína derretidauna proteína transmembrana que media en la fusión de membranas entre diferentes células.
Al adquirir un fusógeno, los autores plantean la hipótesis de que los dueños de Mavericks pasan a ser capaces de formar partículas similares a virus que pueden fusionarse con las membranas celulares de otros organismos e infectarlo.
«Hasta donde sabemos, no se había descrito ningún fusógeno en los Mavericks. Por lo tanto, pensamos que los gusanos Mavericks puede haber adquirido la seguridad de un virus –firmar Ampliar–. Los transposones y los virus pueden considerarse como la crisálida natural. Su unión puede tener repercusiones impredecibles».
En el presente estudio, el equipo del IMBA dirigido por Alejandro Burga y los co-primeros autores Sonya Widen e Israel Campo Bes, exalumno de maestría en el laboratorio de Burga, trabajó con el HGT”totalmente por casualidad”, reconoce Widen.
Por supuesto, el equipo estaba estudiando el origen evolutivo de un elemento egoísta en el nematodo ‘Caenorhabditis briggsae‘. Haciendo un trabajo de investigación, puedo rastrear la secuencia de este gen egoísta hasta otro nematodo, ‘C. plicata’, que tenía una copia idéntica.
Este hallazgo es sorprendente porque ‘C. briggsae’ y ‘C. plicata’ son dos especies reproductivamente aisladas. «Estos genomas son tan divergentes como los humanos y los peces, y ambos tienen un género de caso idéntico que muestra claramente los resultados de un evento HGT evolutivamente reciente», dice Campo Bes.
«Observando atentamente el genoma de ‘C. plicata’, Descubramos que la secuencia ancestral que Dios coloca en el género egoísta en ‘C. briggsae’ está incrustado dentro de un Maverick en ‘C. plicata’ –explica Widen–. El eco de lo recibido luego evolucionó hacia una nueva generación egoísta en ‘C. briggsae’ demuestra el impacto de la TGH en la evolución del genoma».
El equipo IMBA ha demostrado a continuación que los Mavericks son responsables de decenas de transferencias TGH independientes entre especies de gusanos relevante para géneros distintos y que se encuentran en todo el planeta.
Los científicos de IMBA argumentan que la mezcla de transposones y virus es un factor clave en la mediación de TGH. Aunque aún les cuesta creer su éxito, confirmamos la repercusión que sus resultados puede mantenerlo a tiempo para desentrañar los misterios de la TGH.
“Estábamos convencidos de que éramos antecedente de un caso de TGH cuando vimos por primera vez estos resultados en el laboratorio, pero también de que estábamos seguros de que nunca tendríamos éxito. Sin embargo, les estrellas se alinearon”, dice Burga, quien también predijo que los Mavericks y los elementos transponibles similares a virus pueden mediar en la TGH en vertebrados y otros eucariotas.
noticias de relación
Por último, el equipo prevé posibles aplicaciones tanto en el laboratorio como en la lucha contra las especies de gusanos parasitos.
«Si se demuestra que la TGH mediada por Maverick es ampliamente aplicable a cualquier especie de nematodo, tiene el potencial de convertirse en un recurso invaluable –continúa–. especies de nematodos parásitos que podría ser relevante para la agricultura o la medicina«, concluye Burga.
