Reconstruyen organización del genoma del ancestro común de todos los mamíferos, incluido el hombre

Los actuales mamíferos, todos, desde el ornitorrinco hasta la ballena azul, incluyendo al hombre, descienden de un ancestro común que vivió hace unos 180 millones de años. Es el consenso científico. Se sabe poco sobre ese animal, pero ahora hay algo más de conocimiento: un equipo internacional de investigadores reconstruyó con técnicas de computación la organización de su genoma. El trabajo se publicará este viernes en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences .

“Nuestros resultados tienen implicaciones importantes para comprender la evolución de los mamíferos y para los esfuerzos de conservación”, dijo Harris Lewin, profesor distinguido de evolución y ecología en la Universidad de California, que es autor principal del artículo.

Los investigadores se basaron en secuencias genómicas de alta calidad de 32 especies vivas que representan 23 de los 26 órdenes conocidos de mamíferos. Incluyen humanos y chimpancés, wombats (familia de marsupiales) y conejos, manatíes, ganado doméstico, rinocerontes, murciélagos y pangolines. El análisis también incluyó los genomas de pollo y caimán chino, pero como grupos de comparación.

Algunos de esos genomas se están secuenciando como parte del Proyecto Earth BioGenome y otros esfuerzos de análisis de la diversidad genómica a gran escala. Lewin preside el Grupo de Trabajo del mismo.

La reconstrucción muestra que el ancestro de los mamíferos tenía 19 cromosomas autosómicos, que controlan la herencia de las características de un organismo por fuera de los cromosomas ligados al sexo –están emparejados en la mayoría de las células, lo que hace un total de 38– más dos cromosomas sexuales. Así lo explicó Joana Damas, primera autora del estudio e investigadora postdoctoral en el Centro del Genoma de UC Davis.

El equipo identificó 1.215 bloques de genes que aparecen de manera consistente en el mismo cromosoma y en el mismo orden en los 32 genomas. Estos componentes básicos de todos los genomas de mamíferos contienen genes que son críticos para desarrollar un embrión normal, dijo Damas.

Una estabilidad de 300 millones de años

Los investigadores encontraron nueve cromosomas completos, o fragmentos de cromosomas, en el ancestro de los mamíferos cuyo orden de genes es el mismo en los cromosomas de las aves modernas.

“Este notable hallazgo muestra la estabilidad evolutiva del orden y la orientación de los genes en los cromosomas durante un período evolutivo prolongado de más de 320 millones de años”, recalcó Lewin.

Por el contrario, y tan importante como la estabilidad, las regiones entre estos bloques conservados contenían secuencias más repetitivas y eran más propensas a roturas, reordenamientos y duplicaciones de secuencias, que son los principales impulsores de la evolución del genoma.

“Las reconstrucciones del genoma ancestral son fundamentales para interpretar dónde y por qué las presiones selectivas varían entre los genomas. Este estudio establece una relación clara entre la arquitectura de la cromatina (asociación de ADN, ARN y proteínas que constituye el genoma de las células eucariotas), la regulación génica y la conservación del enlace”, explicó el profesor William Murphy, de la Universidad Texas A&M, que no es autor del artículo. «Esto proporciona la base para evaluar el papel de la selección natural en la evolución de los cromosomas en el árbol de la vida de los mamíferos».

Diversidad, adaptación, cambios y permanencias

Los investigadores pudieron seguir los cromosomas ancestrales en el tiempo desde el ancestro común. Descubrieron que la tasa de reordenamiento cromosómico difería entre los linajes de mamíferos. Por ejemplo, en el linaje de los rumiantes (que condujo al ganado, las ovejas y los ciervos modernos) hubo una aceleración en el reordenamiento hace 66 millones de años, cuando el impacto de un asteroide acabó con los dinosaurios y condujo al surgimiento de los mamíferos.

Los resultados ayudarán a comprender la genética detrás de las adaptaciones que han permitido que los mamíferos prosperen en un planeta cambiante durante los últimos 180 millones de años, dijeron los autores.

En el trabajo participaron investigadores de la Universidad Konkuk, Seúl, del Instituto Broad del MIT y la Universidad de Harvard, de las universidadades de Kent y de Londres en Reino Unido, de la San Diego Zoo Wildlife Alliance, de Biociencias del Pacífico, del Instituto Wellcome Trust Sanger de Cambridge, del Centro de Berlín para la Genómica en la Investigación de la Biodiversidad, del Museo Australiano y la Universidad de Sydney y del Consorcio Zoonomia.