El genoma animal más grande jamás visto: el pez pulmonado de América del Sur
El pez pulmonado sudamericano (Paradoja del lepidosiren) tiene el genoma animal más grande jamás secuenciado, según un nuevo Naturaleza papel.
“Con más de 90 gigabases (es decir, 90 mil millones de bases), el ADN de la especie sudamericana es el mayor de todos los genomas animales y más del doble que el genoma del anterior récord, el pez pulmonado australiano”, afirma el biólogo Axel Meyer , de la Universidad de Konstanz, en Alemania, quien codirigió la investigación.
«Dieciocho de los 19 cromosomas del pez pulmonado sudamericano son cada uno individualmente más grande que todo el genoma humano, con sus casi 3 mil millones de bases».
Si imaginamos una molécula de ADN de doble hélice como una escalera de caracol, un par de bases de nucleótidos sería un solo peldaño en esa escalera. Esto es lo que codifica la información genética.
Los investigadores han descubierto que los «transposones autónomos» son responsables del enorme genoma del pez pulmonado de América del Sur. También conocidos como “genes saltarines”, son secuencias de ADN que se pueden copiar y pegar por todo el genoma, provocando que se expanda.
El nuevo análisis muestra que la tasa de expansión del genoma del pez pulmonado de América del Sur es la más rápida jamás observada: crece en tamaño en todo el genoma humano cada 10 millones de años.
Esto se debió, en parte, a cantidades muy bajas de ARN que interactúan con PIWI (piRNA). Son una clase de ARN que controla el número de copias y la actividad de los transposones y, por tanto, controla el tamaño del genoma.
Según Meyer, el genoma del pez pulmonado sudamericano sigue creciendo hoy en día: «Hemos encontrado pruebas de que los transposones responsables todavía están activos».
Los peces pulmonados reciben su nombre por su capacidad de respirar aire utilizando sus pulmones. Hay 6 especies conocidas que viven hoy en África, América del Sur y Australia. El pez pulmonado africano (Protopterus annecten) también fue secuenciado en este estudio.
Al igual que los Sarcopterygii (peces con aletas lobuladas), los peces pulmonados están más estrechamente relacionados con los tetrápodos (anfibios, reptiles, aves y mamíferos modernos) que con otros peces.
Esto se debe a que el antepasado de todos los tetrápodos era un pez con aletas lobuladas. En el período Devónico, hace entre 420 y 360 millones de años, habría utilizado sus poderosas aletas pectorales para salir del agua y llegar a la tierra.
«Los antepasados de los tetrápodos conquistaron la tierra con extremidades que evolucionaron a partir de aletas y respiraron aire a través de pulmones», escriben los autores en el artículo.
“Estas características probablemente precedieron a la colonización de la tierra. Sólo estudiando la biología de los linajes supervivientes de peces pulmonados podremos investigar la base genómica y los mecanismos de desarrollo molecular que facilitaron la transición de los vertebrados del agua a la tierra”.
Los peces pulmonados australianos todavía conservan estas aletas en forma de extremidades, pero las especies africanas y sudamericanas se han simplificado y han vuelto a tener aletas filamentosas en los últimos 100 millones de años.
“En nuestra investigación, también utilizamos experimentos con ratones transgénicos CRISPR-Cas para demostrar que esta simplificación de las aletas es atribuible a un cambio en lo que se conoce como el erizo sónico (Psst)-vía de señalización”, dice Meyer.
El recurso del equipo de genomas a nivel de cromosomas para todos los linajes vivos de peces pulmonados permitirá investigaciones futuras sobre los ancestros de las aletas del lóbulo de los tetrápodos.
