{"id":30877894,"date":"2023-04-12T18:05:43","date_gmt":"2023-04-12T16:05:43","guid":{"rendered":"https:\/\/www.upo.es\/diario\/?p=30877894"},"modified":"2023-04-13T15:12:45","modified_gmt":"2023-04-13T13:12:45","slug":"describen-como-evolucionaron-las-rayas-para-desarrollar-aletas-en-forma-de-alas","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.upo.es\/diario\/ciencia\/2023\/04\/describen-como-evolucionaron-las-rayas-para-desarrollar-aletas-en-forma-de-alas\/","title":{"rendered":"Describen c\u00f3mo evolucionaron las rayas para desarrollar aletas en forma de alas"},"content":{"rendered":"
\"Tinci\u00f3n
Tinci\u00f3n de una raya en la que se observa sus cart\u00edlagos (azul) y sus huesos (rojo). \/ David Gold Lynn Kee y Meghan Morrissey<\/figcaption><\/figure>\n

El baile de una raya en el fondo del oc\u00e9ano es elegante: sus enormes aletas frontales se agitan como alas<\/em> mientras se desliza bajo la arena. Precisamente, la causa gen\u00e9tica que se encuentra detr\u00e1s de la forma de sus aletas ha sido el objeto del estudio desarrollado por investigadores del CSIC en el Centro Andaluz de Biolog\u00eda del Desarrollo (CABD)<\/strong>, en Sevilla, y en el Instituto de Investigaci\u00f3n Biom\u00e9dica de Barcelona (IRBB)<\/strong>. Los resultados, publicados en la revista Nature<\/em>, confirman que las alteraciones de las estructuras tridimensionales que forma el ADN al plegarse sobre s\u00ed mismo, conocidas como dominios topol\u00f3gicamente asociados (TAD, por sus siglas en ingl\u00e9s), determinan los genes que se activan y desactivan en un momento determinado de la evoluci\u00f3n.<\/p>\n

Los investigadores se\u00f1alan que los cambios gen\u00f3micos que alteran los TADs pueden ser un motor de evoluci\u00f3n. Hasta hace poco, el estudio de la evoluci\u00f3n del genoma se centraba principalmente en las regiones codificantes, es decir, en aquellas partes que contienen los genes que dan lugar a las prote\u00ednas. Sin embargo, este nuevo estudio se centra en el papel de los TADs y de las regiones no codificantes. \u201cEsta es una nueva forma de entender c\u00f3mo evolucionan los genomas\u201d, comenta Dar\u00edo Lupi\u00e1\u00f1ez<\/strong>, genetista del Centro Max Delbr\u00fcck de Medicina Molecular (Alemania) y uno de los autores principales del estudio.<\/p>\n

Hace m\u00e1s de 450 millones de a\u00f1os, el genoma de un pez primitivo, el ancestro de todos los animales vertebrados, se duplic\u00f3 dos veces. La expansi\u00f3n del material gen\u00e9tico impuls\u00f3 la r\u00e1pida evoluci\u00f3n de m\u00e1s de 60.000 vertebrados, incluidos los humanos. Uno de nuestros parientes vertebrados m\u00e1s lejanos son las rayas, unos organismos muy relevantes para comprender la evoluci\u00f3n de los rasgos que nos hicieron humanos, como las extremidades.<\/p>\n

Para ello, los investigadores han estudiado un tipo de raya (Leucoraja erinacea) <\/em>que, debido a la similitud de esta especie con los vertebrados ancestrales, \u201cpermite comparar sus caracter\u00edsticas con las de otras especies para determinar qu\u00e9 es novedoso y qu\u00e9 es ancestral durante la evoluci\u00f3n\u201d, explica Christina Paliou<\/strong>, bi\u00f3loga del CABD y una de las primeras autoras.<\/p>\n

Un momento crucial para la gen\u00f3mica evolutiva<\/h3>\n

En 2017, el fallecido investigador del CABD Jos\u00e9 Luis G\u00f3mez-Skarmeta<\/strong>, figura esencial en la gen\u00f3mica evolutiva en nuestro pa\u00eds, reuni\u00f3 a cient\u00edficos de todo el mundo para estudiar la evoluci\u00f3n de la raya. Su inter\u00e9s era investigar c\u00f3mo los genomas evolucionan estructural y funcionalmente para promover la aparici\u00f3n de nuevos rasgos.<\/p>\n

Aquel momento fue crucial para el campo de la gen\u00f3mica evolutiva<\/strong>. Los cient\u00edficos obtuvieron una visi\u00f3n completamente nueva sobre c\u00f3mo el ADN de cada c\u00e9lula, que llega a medir hasta dos metros, se pliega en un n\u00facleo celular de s\u00f3lo 0,005 cent\u00edmetros de di\u00e1metro. Estos nuevos estudios demostraron que el empaquetamiento del ADN en el n\u00facleo est\u00e1 lejos de ser aleatorio, sino que se organiza en estructuras 3D llamadas TADs, que contienen genes y sus secuencias reguladoras. \u201cEstas estructuras 3D aseguran que los genes apropiados se activen y desactiven en un momento determinado, en las c\u00e9lulas adecuadas\u201d, explica el Juan Tena<\/strong>, uno de los autores principales del estudio.<\/p>\n

Rafael Acemel<\/strong>, genetista del centro Max Delbr\u00fcck y uno de los primeros autores, realiz\u00f3 experimentos utilizando la tecnolog\u00eda Hi-C, para as\u00ed dilucidar la estructura 3D de los TADs. Pero interpretar los resultados fue un desaf\u00edo, ya que los cient\u00edficos necesitaban el genoma completo de la raya como punto de referencia. \u201cEn ese momento, la referencia consist\u00eda en miles de peque\u00f1as piezas de secuencia de ADN que se encontraban completamente desordenadas, lo cual no ayudaba mucho\u201d. Para superar esta dificultad, los cient\u00edficos utilizaron tecnolog\u00eda de secuenciaci\u00f3n de lectura larga, junto con los datos de Hi-C, para ensamblar las piezas del ADN como un rompecabezas y asignar las secuencias desordenadas a los cromosomas de la raya. Con esta nueva referencia, reconstruir la estructura 3D de los TAD result\u00f3 finalmente posible.<\/p>\n

Con este nuevo genoma pudieron establecer comparaciones con los genomas de los parientes m\u00e1s cercanos<\/strong>, los tiburones, para as\u00ed identificar TADs alterados durante la evoluci\u00f3n de las rayas. Estos TAD alterados inclu\u00edan genes de la v\u00eda Wnt\/PCP, que es importante para el desarrollo de las aletas. Tambi\u00e9n identificaron una variaci\u00f3n espec\u00edfica en una secuencia no codificante cerca de los genes Hox, que tambi\u00e9n regulan el desarrollo de las aletas. \u201cEsta secuencia espec\u00edfica puede activar varios genes Hox en la parte frontal de las aletas de la raya, lo que no sucede en otros peces o animales tetr\u00e1podos\u201d, se\u00f1ala Paliou. Posteriormente, los cient\u00edficos realizaron experimentos funcionales que confirmaron que estos cambios moleculares contribuyeron a la evoluci\u00f3n de la caracter\u00edstica forma de la aleta de las rayas.<\/p>\n

Los TADs impulsan la evoluci\u00f3n<\/h3>\n

Estudios previos hab\u00edan demostrado que cambios en los TADs pueden afectar a la expresi\u00f3n de genes y causar enfermedad. En este nuevo estudio, los cient\u00edficos demuestran que los TADs tambi\u00e9n est\u00e1n involucrados en la evoluci\u00f3n de rasgos en ciertas especies.<\/p>\n

Los TADs son importantes para la regulaci\u00f3n de genes, ya que el 40 % de ellos se conservan en todos los vertebrados, mientras que el 60% restante ha evolucionado de una u otra forma. Este mecanismo de evoluci\u00f3n podr\u00eda ser relativamente frecuente y explicar muchos otros rasgos interesantes de especies que observamos en la naturaleza. Este es un hallazgo importante, ya que sugiere que la estructura 3D del genoma influye en su evoluci\u00f3n\u00bb, concluye Lupi\u00e1\u00f1ez.<\/p>\n

Referencia: Ferdinand Marle\u0301taz, Elisa de la Calle-Mustienes, Rafael D. Acemel, Christina Paliou et al. The little skate genome and the evolutionary emergence of wing-like fin appendages<\/strong>. Nature<\/em>, DOI: 10.1038\/s41586-023-05868-1<\/p>\n

Fuente: CSIC Andaluc\u00eda Comunicaci\u00f3n\/CSIC Comunicaci\u00f3n<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Las rayas son organismos muy relevantes para comprender la evoluci\u00f3n de los rasgos que nos hicieron humanos, como las extremidades.<\/p>\n","protected":false},"author":6,"featured_media":30877895,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_monsterinsights_skip_tracking":false,"_monsterinsights_sitenote_active":false,"_monsterinsights_sitenote_note":"","_monsterinsights_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[3],"tags":[44,43,45,41,42,1133],"class_list":["post-30877894","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-ciencia","tag-adn","tag-cabd","tag-csic","tag-evolucion","tag-genetica","tag-jose-luis-gomez-skarmeta"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.upo.es\/diario\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/30877894","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.upo.es\/diario\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.upo.es\/diario\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.upo.es\/diario\/wp-json\/wp\/v2\/users\/6"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.upo.es\/diario\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=30877894"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.upo.es\/diario\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/30877894\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":30877896,"href":"https:\/\/www.upo.es\/diario\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/30877894\/revisions\/30877896"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.upo.es\/diario\/wp-json\/wp\/v2\/media\/30877895"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.upo.es\/diario\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=30877894"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.upo.es\/diario\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=30877894"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.upo.es\/diario\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=30877894"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}