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Están descubriendo en los gusanos el proceso por el cual se pueden transferir genes de una especie a otra en animales y plantas

Los científicos saben esto desde hace décadas. Los genes se pueden transferir de una especie a otra, tanto en animales como en plantas, pero se desconocía el proceso. Ahora han identificado un vector de transferencia horizontal de genes (THG). con gusanos Los resultados, publicados en la revista Science, podrían conducir al descubrimiento de otros vectores de TGH en eucariotas y tener aplicación en la lucha contra patógenos.

la transferencia de información genética entre especiesLa llamada transferencia horizontal de genes es un fenómeno observado en eucariotas, incluidas algunas especies de vertebrados. Investigadores del laboratorio de Alejandro Burga en el Instituto de Biotecnología Molecular (IMBA) de la Academia de Ciencias de Austria han descubierto uno de los vectores transferencia horizontal de genes en los nematodos más buscadoslos antiguos transposones virales llamados Mavericks.

Según el estudio, los Mavericks son los responsables de un evento de TGH de por medio dos tipos de gusanos cuyos genomas son tan diferentes como los de los humanos y los peces. Los científicos predicen que los Mavericks y Elementos análogos podrían mediar TGH en un espectro más amplio de líneas animales, incluidos los vertebrados.

Los peces que viven en los océanos Ártico y Antártico han desarrollado estrategias sofisticadas para esto. evitar que su sangre y tejidos se congelen en el ambiente inhóspito aguas polares. Una de esas estrategias adaptativas es la evolución de genes que producen proteínas anticongelantes.

Pero hace más de una década, los científicos se sorprendieron cuando Descubre arenques y guarniciones – dos especies completamente diferentes – tienen exactamente la misma proteína anticongelante codificada en sus genomas, lo que indica una transferencia de genes entre ellos.

Mediante el trabajo de detective genético, Burga y su equipo pudieron demostrar un evento de TGH entre dos especies de gusanos determinadas genéticamente y aisladas reproductivamente. tan diferentes entre sí como las personas son de los peces. Más importante aún, pudieron 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 acerca por primera vez a TGH”, explica Alejandro Burga, autor del estudio. «Sabíamos que la TGH se produce entre especies animales, pero no teníamos idea de cómo. Esta es la primera vez que podemos identificar positivamente a un culpable», agrega Sonya Widen, coautora del estudio e investigadora postdoctoral en el laboratorio de Burgas. .

Cuando se descubrieron los Mavericks a mediados de la década de 2000, inicialmente se pensó que eran grandes transposones, elementos genéticos egoístas que saltan alrededor del genoma, replicándose a expensas de su huésped. el forastero Pronto aparecieron en la mayoría de las ramas de los eucariotas.incluido el hombre, demostrando que surgieron hace mucho tiempo.

Pronto surgieron pruebas de que la Los Mavericks contenían genes que codificaban elementos viral, como una cápside y una ADN polimerasa. «La evolución de los transposones y los virus está estrechamente relacionada», dice Burga. Sin embargo, la cápside y la ADN polimerasa no son suficientes para que un transposón salte del genoma de su huésped e infecte las células de un huésped completamente diferente.

Ahora los investigadores del IMBA Has encontrado el eslabón perdido: tienen transposones de genomas de gusanos adquirió la llamada proteína fusogénicaProteína transmembrana que interviene en la fusión de membranas entre diferentes células.

Los autores plantean la hipótesis de que al adquirir un fusógeno, los gusanos Mavericks pudieron formar partículas similares a virus que podrían fusionarse con las membranas celulares de otro organismo e infectarlo.

«Hasta donde sabemos, no se han descrito fusógenos en Mavericks. Por lo tanto, asumimos que los Mavericks son gusanos. Podrían haber adquirido su secuencia de un virus. dice Widen. Los transposones y los virus pueden verse como el crisol de la naturaleza. Su conexión podría tener efectos impredecibles”.

En el presente estudio, el equipo de IMBA dirigido por Alejandro Burga y los coautores Sonya Widen e Israel Campo Bes, un ex estudiante de maestría en el laboratorio de Burga, se encontraron con HGT”.totalmente al azar«Widen admite.

De hecho, el equipo investigó el origen evolutivo de un elemento egoísta en el nematodo Caenorhabditis briggsae.‘. Con la ayuda del trabajo de detective, pudieron rastrear la secuencia de este gen egoísta hasta otro nematodo, «C. plicata’, que llevaba una copia casi idéntica.

Este hallazgo es sorprendente ya que “C. briggsae’ y ‘C. pliegue Hay dos especies reproductivamente aisladas.. «Sus genomas son tan diferentes como los de los humanos y los peces y, sin embargo, ambos tienen un gen casi idéntico que muestra claramente las características de un evento HGT evolutivamente joven», dice Campo Bes.

“Al examinar cuidadosamente el genoma de ‘C. plicata’, Descubrimos que la secuencia ancestral produjo el gen egoísta Cª. briggsae’ estaba incrustado en un Maverick en ‘C’. «plicata», explica Widen. El hecho de que este gen recién introducido se tradujera más tarde a ‘C.’ se convirtió en un nuevo gen egoísta. briggsae’ demuestra el impacto de la TGH en la evolución del genoma”.

El equipo de IMBA luego reveló que los Mavericks son responsables de docenas de juegos. transferencias independientes de TGH entre especies de gusanos pertenencia diferentes géneros y puedes encontrarlos en todo el mundo.

Los científicos de IMBA argumentan que la unión entre transposones y virus es un factor clave en la mediación de TGH. Aunque todavía les cuesta creer en su éxito, reconocen el impacto de sus resultados podría haber hecho a la hora de resolver los misterios del TGH.

«Cuando vimos estos resultados por primera vez en el laboratorio, estaba convencido de que era un caso de TGH, pero también estaba seguro de que nunca descubriríamos cómo sucedió. Sin embargo, las estrellas coincidieron”, dice Burga, quien también predice que los elementos transponibles inconformistas y similares a virus podrían mediar en la TGH en vertebrados y otros eucariotas.

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Finalmente, el equipo se presenta Posibles usos tanto en laboratorio como en control de especies de gusanos parásitos.

«Si la HGH mediada por Maverick resulta ser universalmente aplicable a cualquier especie de nematodo, tiene el potencial de convertirse en un recurso invaluable», continuó. «Más allá de las aplicaciones rigurosas de laboratorio e investigación, como la manipulación genética de nematodos que no son modelo, dicho recurso podría permitirnos diseñar genéticamente especies de nematodos parásitos en el futuro». podría tener importancia agrícola o medicinalBurga llega a la conclusión.

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