Los cientificos saben desde hace decadas que los genes se pueden transferir de una especie a otra, tanto en animales como en plantas, pero se desconocía el proceso. Ahora ha identificado un vector de transferencia horizontal de genes (THG) en gusanos. Los hallazgos, publicados en la revista ‘Science’, podrían 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 especies de algas de vertebrados. Investigadores del laboratorio de Alejandro Burga, del Instituto de Biotecnología Molecular (IMBA) de la Academia Austriaca de Ciencias, ha descubierto uno de los vectores de la transferencia horizontal de genes a nematodos más buscadoslos antiguos transposones virales llamados Mavericks.
Según el estudio, los Mavericks son los responsables de un evento de TGH entre dos especies de gusanos sus genomas son tan divergentes como los de los humanos y los peces. Los científicos predicen que los Mavericks y elementos análogos podrían mediar la TGH en un conjunto más amplio de linajes animales, incluidos los vertebrados.
Los peces que viven en los océanos Ártico y Antártico han desarrollado ingeniosas estratagia para evita que tu sangre y tus tejidos se congelen en los inhospitas aguas polares. Una de estas estrategias adaptativas es la evolución de genes que producen proteínas anticongelantes.
Sin embargo, hace más de una década, los científicos se ensombrecieron al descubre que los arenques y los pejerreyes –doe completamente diferente especie– tienen exactamente la misma proteína anticongelante codificada en sus genomas, lo que indica una transferencia de genes entre ellos.
Mediar un trabajo de detectives genéticos, Burga y pudo demostrar un evento de TGH entre especies de gusanos ailadas reproductivamente que es genéticamente tan diferente entre si como los humanos lo son de los peces. Y lo que es más importante, 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 los relaciona por primera vez con la TGH“, explica Alejandro Burga, autor del estudio. Esta es la primera vez que podemos identificar definitivamente a un culpable”, añade Sonya Widen, coautora del estudio y becaria postdoctoral en el laboratorio de Burga.
Cuando descubrió a los Mavericks a mediados de la década del 2000, pensó inicialmente que eran grandes transposones, elementos genéticos egoístas que saltan y se autopropaganda en el genoma a expensas de su huésped. los rebeldes no tarda en aparecer en la mayoría de las ramas eucariotasincluida la humana, apareció así que se originaron hace mucho tiempo.
Pronto aparecerán pruebas de que los Los rebeldes contienen genes que codifican elementos viral, como una cápside y una ADN polimerasa. «La evolución de las transposones y el virus está en extremo entrelazada», afirma Burga. Sin embargo, la cápside y la ADN polimerasa no hacen que un transposón salte del genoma de un huésped e infecte las células de un huésped completamente distinto.
Ahora, los investigadores del IMBA han encontrado el eslabon perdido: Los transposones de los genomas de gusanos han adquirido la llamada proteina fusogenauna proteína transmembrana que media la fusión de membranas entre diferentes células.
Para adquirir un fusógeno, las autoridades plantean la hipótesis de que los gusanos Mavericks pasaron ha sido capaz de formar partículas similares a un 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 tanto, pensamos que los gusanos Mavericks podría haber adquirido su secuencia de un virus –afirmó Ampliar–. Los transposones y los virus pueden ser considerados como el crisol de la naturaleza. Su unión puede tener efectos impredecibles».
En este estudio, el equipo del IMBA dirigido por Alejandro Burga y los co-primeros autores Sonya Widen e Israel Campo Bes, antiguo alumno de maestría en el laboratorio de Burga, se reúnen con el HGT”totalmente casual“, reconoce Widen.
De hecho, el equipo estaba estudiando el origen evolutivo de un elemento egoísta en el nematodo ‘Caenorhabditis briggsae‘. Haciendo un trabajo detectivesco, puede rastrear la secuencia de este gen egoísta hasta otro nematodo, ‘C. plicata’, que portaba una copia casi idéntica.
Este hallazgo es sorprendente porque ‘C. briggsae’ y ‘C. plicata’ son dos especies reproductivamente aisladas. «Sus genomas son tan divergentes como los de los humanos y los peces, y sin embargo ambos tienen un gen casi idéntico que muestra rasgos característicos de un evento HGT evolutivamente reciente», dice Campo Bes.
«Mira precisamente el genoma de ‘C. plicata’, descubre que la secuencia ancestral que dio lugar al gen egoísta fr’C. briggsae’ estaba incrustado dentro de un Maverick en ‘C. plicata’ –explicó Widen–. El hecho de que este gen recién introducido evolucionara latermente en un nuevo gen egoísta en ‘C. briggsae’ demuestra el impacto del TGH en la evolución del genoma».
El equipo de IMBA demostró una suite que los Mavericks sus docenas de Transferencias independientes de TGH entre especies de gusanos definitivamente un genéricos distintos y que se encuentran por todo el planeta.
Los científicos del IMBA sostienen que la unión entre transposones y virus es un factor clave en la mediación de la TGH. Aunque aún les cuesta creer su éxito, reconozcan la repercusión que sus hallazgos podrian tener a la hora de despejar los misterios de la TGH.
«Estaba convencido de que estábamos ante un caso de TGH cuando vimos por primera vez estos resultados en el laboratorio, pero también estaba seguro de que nunca averiguaríamos cómo había sucedido. Sin embargo, las estrellas se alinearon», dice Burga, que también predice que Los Mavericks y elementos transponibles similares al virus pueden mediar la TGH en vertebrados y otros eucariotas.
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Por último, el equipo prevé posibles aplicaciones tanto en el laboratorio como en la lucha contra especies de gusanos parásitos.
«Si queda claro que la TGH mediada por Maverick es más aplicable a cualquier especie de nematodo, tiene el potencial de convertirla en un remedio invaluable –prosigue–. nematodes no modelo, a recurso así podría permitirnos, en el futuro , para modificar genéticamente especies de nematodos parásitos que tener relevancia agrícola o médica«, concluye Burga.