O xenoma do polbo é menos longo que o humano, pero con máis xenes.

O xenoma do polbo é menos longo que o humano, pero con máis xenes.

Secuenciado o xenoma do polbo, clave da súa intelixencia

Un equipo internacional describe o xenética do cefalópodo, con características únicas e gran capacidade de adaptación

Científicos dos Estados Unidos e de Xapón realizaron a primeira análise do xenoma completo dun polbo, o primeiro dun cefalópodo. A secuenciación do seu ADN bota luz sobre a evolución e a bioloxía destes moluscos mariños de oito brazos, de características xenómicas únicas.

Portada da revista Nature coa secuenciación do xenoma do polbo.

Portada da revista Nature coa secuenciación do xenoma do polbo.

Os cefalópodos son os invertebrados máis intelixentes. Teñen grandes cerebros, altamente desenvolvidos, e demostraron unha gran capacidade de resolución de problemas complexos e de aprendizaxe de comportamentos. Agora, un equipo internacional de científicos da Universidade de Chicago, a Universidade de California en Berkeley (EUA) e o Instituto de Okinawa de Ciencia e Tecnoloxía (Xapón) teñen secuenciado o xenoma do polbo de dúas manchas de California (Octopusbimaculoides). Trátase do primeiro cefalópodo en ser totalmente secuenciado. Os resultados publícanse na revista Nature.

“O polbo parece ser completamente diferente de todos os demais animais, mesmo doutros moluscos, cos seus oito brazos, o seu gran cerebro e a súa capacidade de resolución de problemas intelixentes”, di Clifton Ragsdale, coautor do estudo e profesor asociado nos departamentos de Neurobioloxía e Bioloxía de Organismos e Anatomía da Universidade de Chicago. “O zoólogo británico Martin Wells dixo que o polbo é un ‘alien’. Neste sentido, o noso traballo describe o primeiro xenoma secuenciado dun alien“, engade.

A primeira análise do xenoma completo dun polbo revela características xenómicas únicas nestes moluscos, que probablemente desempeñan un papel clave na evolución de trazos como a súa capacidade de camuflaxe adaptativa e o seu sistema nervioso complexo.

Os investigadores asignaron perfís de expresión xenética en 12 tecidos diferentes e descubriron ademais diferenzas notables con outros invertebrados, incluíndo reordenamentos xenómicos xeneralizados e unha grande expansión dunha familia de xenes implicados no desenvolvemento neuronal, que se pensaba que era exclusiva dos vertebrados. Tamén se identificaron centos de xenes específicos dos polbos, moitos expresados en estruturas como o cerebro, a pel e as ventosas.

O polbo ten unha gran familia de xenes para o desenvolvemento das neuronas

Segundo os seus autores, este traballo serve como base para posteriores estudos evolutivos e investigacións máis profundas sobre os mecanismos xenéticos e moleculares nos cefalópodos. Os polbos, xunto coas luras, as sepias e os náutilos, son cefalópodos, unha clase de moluscos depredadores cunha historia evolutiva que abrangue máis de 500 millóns de anos (moito antes de que as plantas se trasladasen á terra). Habitan todos os océanos a diversas profundidades e posúen adaptacións únicas, como brazos prénsiles aliñados con ventosas quimiosensoriales. Ademais, posúen a capacidade de rexenerar as súas extremidades complexas, ollos como os vertebrados e un sistema de camuflaxe sofisticado.

Para o estudo da xenética destes trazos especializados, Ragsdale e o seu equipo secuenciaron o xenoma dos polbos cun alto nivel de cobertura, é dicir, en media, cada par de bases foi secuenciado 60 veces. O equipo estima que o xenoma de Octopus bimaculoides ten uns 2,7 mil millóns de pares de bases, con numerosos tramos longos de secuencias repetidas. Identificáronse máis de 33.000 xenes codificadores de proteínas, o que fai que o xenoma do polbo sexa un pouco máis pequeno en tamaño que o xenoma humano, pero con máis xenes.

O polbo é unha bandeira da cociña de Galicia e tamén se consume no Mediterráneo.

O polbo é unha bandeira da cociña de Galicia e tamén se consume no Mediterráneo.

O gran tamaño do xenoma do polbo atribuíuse inicialmente a eventos de duplicación de todo o xenoma durante a súa evolución, que pode conducir a un aumento da diversidade e a complexidade xenómica. Non obstante, os científicos non atoparon ningunha evidencia de duplicacións. Polo tanto, é probable que a evolución do xenoma do polbo estivese impulsada pola aparición de novos xenes e a expansión dunhas poucas familias de xenes específicos. A máis notable sería nas protocadherina (Pcdhs), unha familia de xenes que regulan as interaccións neuronais de desenvolvemento e de curto alcance entre as neuronas.

O xenoma do polbo contén 168 xenes deste tipo, 10 veces máis que outros invertebrados, e máis do dobre que os mamíferos. Ata agora pensábase que só os vertebrados posuían numerosos e diversos xenes das protocadherinas. A hipótese dos científicos é que, como as neuronas dos cefalópodos carecen de mielina, e non funcionan ben a través de longas distancias, estas protocadherinas foron esenciais na evolución do sistema nervioso dos polbos cuxa complexidade depende das interaccións de curto alcance.

Unha característica única do xenoma do polbo parece ser a súa reordenación xenómica xeneralizada. Na maioría das especies, as cohortes específicas de xenes tenden a estar moi xuntas no cromosoma. Non obstante, a maioría dos xenes de polbo non amosan este tipo de conexións. Os xenes Hox -un grupo que participa no desenvolvemento dos organismos- controlan o desenvolvemento corporal e están agrupados en case todos os animais. Nos polbos, pola contra, estes xenes atópanse dispersos por todo o xenoma sen vínculos aparentes.

‘O zoólogo Martin Wells dixo que o polbo é un alien; logo temos o xenoma dun alien’

O xenoma do polbo enriquécese en transposóns, tamén coñecidos como ‘xenes saltaríns‘, que poden reorganizarse a si mesmos no xenoma. Aínda que o seu papel nos polbos non é claro, o equipo encontrou unha expresión elevada de transposón nos tecidos neuronais. “Con algunhas notables excepcións, o polbo ten basicamente un xenoma dun invertebrado normal que foi completamente reorganizado, coma se se tivesen posto nunha licuadora e se tivesen mesturado”, explica Caroline Albertin, coautora da investigación e estudante graduada no departamento de Bioloxía de Organismos e Anatomía da Universidade de Chicago. “Isto fai que os xenes se coloquen en novos ambientes xenómicos, con diferentes elementos reguladores, un achado totalmente inesperado”.

Deixar unha resposta

XHTML: Podes empregar estas etiquetas: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

POLÍTICA DE COMENTARIOS:

GCiencia non publicará comentarios ofensivos, que non sexan respectuosos ou que conteñan expresións discriminatorias, difamatorias ou contrarias á lexislación vixente.

GCiencia no publicará comentarios ofensivos, que no sean respetuosos o que contentan expresiones discriminatorias, difamatorias o contrarias a la ley existente.