Investigación

La aparición de extremidades en vertebrados se debió a un cambio en la organización 3D del genoma

Un estudio internacional liderado por el Centro Andaluz de Biología del Desarrollo (centro mixto de investigación del CSIC, la Universidad Pablo de Olavide de Sevilla y la Junta de Andalucía) ha demostrado que la región del genoma que contiene los genes Hox, esenciales para la formación de múltiples estructuras de los animales, ha sufrido un cambio en su estructura 3D en la transición de invertebrados a vertebrados que ha sido fundamental para el correcto desarrollo de las extremidades. El estudio ha sido publicado en la revista Nature Genetics.

ilustración: organización tridimensional de los genes hox (amarillos) en pez cebra (izquierda) y Amphioxus (derecha). En vertebrados hay dos compartimentos (zona roja y zona azul) mientras que en amphioxus el complejo se organiza en un solo compartimento
Organización tridimensional de los genes hox (amarillos) en pez cebra (izquierda) y Amphioxus (derecha). En vertebrados hay dos compartimentos (zona roja y zona azul) mientras que en amphioxus el complejo se organiza en un solo compartimento

Los genes Hox son fundamentales para la construcción de todos los animales. Así, por ejemplo, se requieren para establecer el eje desde la cabeza a la cola y también para formar las extremidades. En el genoma están formando un complejo en los cuales los distintos genes se disponen en tándem, unos detrás de otro. A ambos lados del complejo Hox existe una amplia región genómica repleta de elementos reguladores necesarios para controlar la activación de estos genes de forma muy precisa. Para la correcta formación de las extremidades, es esencial que los elementos reguladores que están un lado del genoma solo enciendan los genes Hox de ese lado, mientras que los interruptores al lado contrario del complejo Hox, solo deben controlar a sus genes más cercanos. Puesto que los genes Hox están todos muy juntos, unos pegados a otros, en los vertebrados, el complejo Hox esta partido en dos compartimentos (ovillos) diferentes, uno con los genes de un lado y todo los elementos reguladores localizados en ese lado del genoma, y otro similar en el otro lado del complejo.

José Luis Gómez-Skarmeta
José Luis Gómez-Skarmeta

El grupo del profesor José Luis Gómez Skarmeta, del CSIC y la Universidad Pablo de Olavide (UPO), junto con el grupo de Biología Computacional del Dr. Damien Devos, de la UPO, y el grupo del Dr. Héctor Escivá, de la Estación Marina de Banyuls en Francia, han demostrado que dicha  organización 3D del complejo Hox es una innovación evolutiva de vertebrados.

Mediante técnicas genómicas, ensayos de transgénesis en peces y modelos computacionales, este equipo ha demostrado que el complejo Hox del amphioxus, un cefalocordado marino parecido a un gusano, que sin embargo es el animal invertebrado vivo más parecido al ancestro de todos los vertebrados, carece de esa división tridimensional en dos compartimentos. De hecho, el complejo Hox de dicho organismo está organizado en un único compartimento que contiene todos los genes y una extensa región a un lado del genoma rica en elementos reguladoras. “Esto nos ha permitido postular una hipótesis según la cual, en la transición entre invertebrados y vertebrados, la aparición de numerosas regiones reguladoras al otro lado del complejo tuvo lugar en paralelo con la partición del complejo en dos compartimentos, para evitar que dichas regiones nuevas afectaran a los genes del otro lado del complejo”, explica Gómez Skarmeta.

El estudio evidencia la importancia de la co-evolución de información reguladora y organización tridimensional del genoma. Para el investigador del CABD, “es evidente que la alteración de esta subdivisión en compartimentos de la cromatina en dominios tridimensionales, en gran medida, puede ser fuente de graves patologías. De hecho, estudios recientes han demostrado como la fusión de dos compartimentos puede causar diferentes malformaciones al activarse determinados genes con interruptores de un compartimento vecino”.

 


Rafael D Acemel, Juan J Tena, Ibai Irastorza, Ferdinand Marlétaz, Carlos Gómez-Marín, Elisa de la Calle Mustienes, Stéphanie Bertrand, Sergio G Diaz, Daniel Aldea, Jean-Marc Aury, Sophie Mangenot, Peter W H Holland, Damien P Devos, Ignacio Maeso, Hector Escrivá & José Luis Gómez-Skarmeta. A single three-dimensional chromatin compartment in amphioxus indicates a stepwise evolution of vertebrate Hox bimodal regulation. Nature Genetics. DOI: 10.1038/ng.3497

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🗓 🔈 El próximo martes comienza el plazo de matrícula para estudiantes que continúan sus estudios de Grado o doble Grado (curso 2025-2026):

👉 Del 2 al 11 de septiembre.

Una vez matriculado/a, la modificación de la matrícula se realizará exclusivamente entre las 16:00 y las 20:00 horas de cada día.

Más información: www.upo.es/matricula/

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📚 Nuevo curso, nuevas metas

Septiembre ya está aquí y con él empieza una nueva etapa en la UPO. 

¿Preparado/a para darlo todo este año? ¿comienzas tu etapa universitaria?

¡Recuerda! Las clases arrancan el lunes 15 de septiembre y las Jornadas de Bienvenida a estudiantes de nuevo ingreso se celebrarán los días 10 y 11 de septiembre. 

En la Bio encontrarás el enlace al calendario académico para estudiantes que cursan estudios de Grado y doble Grado y toda la información sobre las Jornadas de Bienvenida. 

¡Os esperamos! 

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Nuestro alumno Álvaro Hidalgo  @alvarohiidalgoo (-63 kg 🥋), de la Facultad de Ciencias de la Actividad Física y del Deporte, ha demostrado una vez más que el esfuerzo y el talento siempre brillan. Tras una gran victoria frente al cabeza de serie italiano, Álvaro se quedó a las puertas de las medallas, cayendo ante el francés que acabaría proclamándose campeón.

Estuvo por delante durante todo el combate, pero la intensidad del enfrentamiento anterior, en el que incluso tuvo que ser atendido tras dos duros golpes, le pasó factura en los últimos segundos. Aun así, se lleva una meritoria quinta posición y el orgullo de representar a la UPO con garra y dedicación 💪

¡Grande Álvaro! ☺️

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Nuestro alumno Álvaro Hidalgo @alvarohiidalgoo (-63 kg 🥋), de la Facultad de Ciencias de la Actividad Física y del Deporte, ha demostrado una vez más que el esfuerzo y el talento siempre brillan. Tras una gran victoria frente al cabeza de serie italiano, Álvaro se quedó a las puertas de las medallas, cayendo ante el francés que acabaría proclamándose campeón. Estuvo por delante durante todo el combate, pero la intensidad del enfrentamiento anterior, en el que incluso tuvo que ser atendido tras dos duros golpes, le pasó factura en los últimos segundos. Aun así, se lleva una meritoria quinta posición y el orgullo de representar a la UPO con garra y dedicación 💪 ¡Grande Álvaro! ☺️ #LaOlavideEresTú #EUSACombat2025 #Taekwondo #TalentoUPO #Deporte
hace 2 semanas
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Como ya sabéis, las vacaciones van llegando a su fin y nuestro campus retomará poco a poco su rutina a partir del próximo lunes.

Del 25 al 29 de agosto todos los edificios reabrirán sus puertas en horario de 7:30 a 15:00 horas, salvo el edificio 20 que abrirá de 7:00 a 15:00 horas y los edificios 44 y 47 que abrirán de 8:00 a 15:00 horas.

La @bibupo.crai estará abierta del 25 al 29 de agosto de 9:00 a 14:00 horas. Durante la primera quincena de septiembre ampliará su horario de apertura de 9:00 a 19:00 horas.

¡Nos vemos por la Olavide, listos para un nuevo año de retos y aprendizajes! 📚

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hace 2 semanas
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🥋🇪🇺 ¡Volvemos a Europa!

Dos de nuestros estudiantes, miembros del club @taekwondoaljamar , representarán a la Universidad Pablo de Olavide en el European Universities Combat Sports Championships 2025, que se celebra en Varsovia (Polonia) del 22 al 25 de agosto.

🔹 @pablotkd_05 (Grado en Nutrición Humana y Dietética) competirá en la categoría -54 kg de taekwondo.

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Desde la UPO les deseamos todo el éxito en este reto internacional. ¡Estamos con vosotros, Pablo y Álvaro! 🙌💪

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