Un extraño vertebrado se deshace de cientos de genes temprano en el desarrollo

No hay mandíbula en el frente de esa cara, y todos los tejidos que ves han eliminado cientos de genes clave del desarrolloAmpliar / No hay mandíbula en el frente de esa cara, y todo el los tejidos que ves han eliminado cientos de claves clave del desarrollo genes.Michael Heck, Oregon Fish and Wildlife

Las lampreas marinas son parásitos nativos del norte y oeste Océano Atlántico que absorbe sangre y otros fluidos vitales de sus compañero de pescado. Tienen la distinción de ser posiblemente los primeros especies invasivas destructivas en América del Norte; entraron en el Grandes Lagos en la década de 1830 a través del Canal Welland y han sido matando truchas allí desde entonces.

También tienen la distinción de haberse separado del resto del linaje de vertebrados muy temprano, alrededor de 550 millones de años Hace, antes de la evolución de las mandíbulas. Esto hace que las lampreas sean útiles como organismo modelo para arrojar luz sobre la evolución de varios Rasgos de vertebrados. Pero nuestros estudios también han revelado algunos extraños características de la lamprea, incluido el hecho de que se deshacen de cientos de genes al principio del desarrollo.

Las lampreas de mar tienen varios rasgos que otros vertebrados (con mandíbula) no lo hace, lo que sugiere que estos rasgos (a) estaban presentes en nuestro último antepasado compartido y perdido por nosotros o (b) surgió desde lampreas divergió del linaje de vertebrados con mandíbula. Uno de estos rasgos es una rareza real: reordenamiento genómico programado. Durante esto proceso, las lampreas marinas desechan alrededor del 20 por ciento de su genoma durante el desarrollo embrionario. Algunas células no se someten a esto proceso, y estos pasan a transmitir el ADN que de otro modo faltaría a Otra generación.

Una vez que se descubrió este reordenamiento del genoma en 2009, Los científicos especularon que las secuencias genéticas eliminadas deben ser importante para las células germinales y / o temprano en el desarrollo embrionario, pero perjudicial para las células más maduras. Pero las lampreas marinas tienen una gran genoma repetitivo, compuesto por 99 pares de cromosomas en la línea germinal, por lo que la secuencia de datos que confirma esta especulación fue difícil de generar. El genoma posterior a la eliminación se completó en 2013, pero el El genoma completo de la línea germinal tardó hasta esta semana en completarse.

La comparación de los dos genomas reveló que cientos de genes son eliminado en reordenamiento genómico programado. Las versiones humanas de estos genes están involucrados en procesos que incluyen la división celular, migración y adhesión, así como compromiso con un especialista estado. Estas son funciones biológicas que, de hecho, son vitales. durante la embriogénesis pero muy problemático para las células somáticas, donde podrían promover cánceres agresivos.

Además, las versiones de ratón de estos genes se cierran en células madre embrionarias y presumiblemente se liberan de este silenciando más adelante si estas células eventualmente se diferencian en células de la línea germinal. Entonces, todos los vertebrados deben de alguna manera desactivar estos genes promotores del crecimiento al madurar de un embrión temprano estado.

Las lampreas marinas lo hacen eliminando físicamente los genes, mientras que los ratones (y probablemente los humanos) lo hacen al silenciarlos. Puede haber ventajas y desventajas de ambos enfoques, por lo que vale la pena el tema mirando más allá. Y sería interesante descubrir cómo las lampreas se dirigen a genes específicos para su eliminación, ya que podría ser una herramienta útil para tener en nuestro arsenal genético.

Nature Genetics, 2018. DOI: 10.1038 / s41588-017-0036-1 (Acerca de DOIs).

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