Agrandar / ¡Es tan lindo! Cortemos su pata en nombre de Ciencias. Volverá a crecer. IMP Viena
Algunos tejidos humanos, como el hígado y los músculos, retienen el capacidad de volver a crecer después del daño. Pero la mayoría de nuestros cuerpos no lo hacen, si pierdes una extremidad, la extremidad se ha ido. Pero en otra parte del animal reino, la regeneración está mucho más extendida. Muchos reptiles pueden volver a crecer las colas, y algunas salamandras pueden reemplazar extremidades enteras. Más los gusanos distantes relacionados llamados planaria se pueden cortar en múltiples piezas y ver cada pieza volver a crecer un cuerpo completamente nuevo.
Un par de organismos han sido ampliamente estudiados debido a su capacidad de regeneración: la planidiana Schmidtea mediterranea y un tipo de salamandra llamada axolotl (Ambystoma mexicanum). Pero esos estudios han sido limitados por el hecho de que no tenemos un Catálogo completo de genes para estos organismos. En tentos de corregir que estaban empantanados por el hecho de que los genomas parecían estar lleno de copias duplicadas de ADN similar a un virus, en el caso de axolotl, suficiente para inflar su genoma hasta 10 veces el tamaño de nuestra propia.
Ahora, los investigadores han descubierto una forma de superar ese obstáculo, y han obtenido copias de alta calidad tanto de los planarios y los genomas del axolotl. Desafortunadamente, las copias no arrojan mucha luz sobre las habilidades de regeneración de los animales. Y todo eso ADN extra transportado por el axolotl no parece estar haciendo nada útil en particular.
ADN repetitivo y cómo secuenciarlo
El ADN repetitivo, aparentemente inútil, está presente en casi todos genoma El genoma humano, por ejemplo, lleva más ADN que vino de viejas infecciones de virus que las que usa para codificar proteínas. Con un pocas excepciones, la mayoría de los organismos pueden tolerar una buena cantidad de ADN eso no proporciona ninguna función útil, a menudo denominada “ADN basura”. Pero en algunos organismos, esto llega al extremo. Los pinos, por Por ejemplo, parece que todos los cromosomas se rellenan al físico limita con ADN repetitivo.
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El axolotl, con 32 mil millones de bases de ADN en su genoma, apareció estar en este campamento Y, según los estándares de la salamandra, es un pariente ligero. Algunos de sus parientes tienen 40 veces el ADN de nosotros. humanos
Si bien esto no parece ser un problema para los organismos que tener todo el ADN superfluo, es un problema para cualquiera que intente averiguar sus secuencias. Los métodos de secuenciación de ADN son generalmente eficaz para generar lecturas de secuencia que son unos cientos bases largas. El software reconoce las superposiciones en estos fragmentos. y los junta en secuencias contiguas más largas. Pero para un genoma lleno de ADN repetitivo, secuencias de aspecto similar podría aparecer cientos o miles de veces, dispersas por todas partes El genoma.
El software termina muy confundido y deja el genoma en cientos o miles de fragmentos cortos. Eso es exactamente lo que sucedió con intentos anteriores de secuenciar el planario y genomas axolotl.
El trabajo actual se basa en un método relativamente nuevo de secuenciación ADN Coloca una enzima que copia el ADN y una sola molécula de ADN. dentro de una pequeña cámara y luego observa cómo se usa fluorescente bases etiquetadas para hacer una copia. Los cambios en la señal fluorescente díganos qué base específica se utilizó en cada paso y, por lo tanto, qué la secuencia es
La buena noticia es que este método funciona durante largos períodos. de ADN, a menudo más de 1.500 bases de largo. La mala noticia es que es relativamente propenso a errores, por lo que realmente no puede confiar en que tiene consiguió cada base individual correcta.
El equipo detrás del nuevo trabajo ha desarrollado un software que combina lo mejor de ambos métodos de secuenciación. Utiliza el largo lee para identificar la secuencia probable del genoma, ya que es el tiempo suficiente para tender un puente sobre el ADN más repetitivo. Pero más corto, más lecturas precisas se utilizan para completar los detalles de la precisa secuencia. El resultado fue una mirada mucho más detallada al ADN que estos especies llevan.
Regeneración y otras rarezas.
Entonces, ¿pueden estos genomas decirnos algo sobre lo increíble? habilidades de regeneración de estos organismos? La respuesta es un calificado “tal vez”. Para el planario, los investigadores pudieron identificar aproximadamente 1,000 genes probables que probablemente sean específicos de estos organismos Otros 450 genes que son ampliamente compartidos entre También faltaban animales. Entonces algo puede estar allí, pero eso es un muchos genes para clasificar y descubrir.
En el lado del axolotl, los investigadores pudieron identificar cinco genes que no están presentes en reptiles o mamíferos pero que están activos en El muñón de una extremidad en regeneración. Dos de estos ya lo sabíamos sobre, y los otros no nos dan una idea de lo que podría estar haciendo Entonces, si bien la lista de genes puede hacer la vida más fácil para investigadores que estudian la regeneración, no proporciona mucho en el forma de investigación por sí sola.
Ambos genomas conducen a casa algo que se está volviendo cada vez más aparente: casi todos los organismos son raros de alguna manera. Invertebrados, hay dos genes estrechamente relacionados (Pax3 y Pax7) que ayudan a dirigir el desarrollo de una gran cantidad de tejidos. Axolotl parece haber perdido uno de ellos, y el gen restante realiza todas las funciones que normalmente requieren dos genes.
Ciento veinticuatro de los genes que faltan en la planaria son esenciales para humanos y ratones, pero los gusanos parecen estar bien sin ellos. Uno de estos es esencial para verificar si todos Los cromosomas de una célula están listos para que la célula se divida. El sistema todavía existe en planaria; simplemente debe usar algún otro mecanismo. Planaria también parece carecer de un gen esencial para producir grasas, lo que significa que deben obtenerlos de su dieta.
Planaria también tiene la mayor pieza de ADN móvil que se encuentra afuera de las plantas. La versión de la gran planta se llamaba Ogre, por lo que el los investigadores han llamado a este Burro, por “repetición grande y desconocida rivalizando con el ogro “.
Entonces, la investigación realmente no resuelve gran parte de lo sobresaliente preguntas sobre regeneración. Pero es un importante paso adelante en cuanto a la técnica, dado que muestra que ahora podemos obtener un mejor manejo en una gran cantidad de genomas que previamente han causado nuestra software para descomponer. Y una vez más, conduce a casa que, por genomas, el tamaño no importa.
Nature, 2018. DOI: 10.1038 / nature25458, 10.1038 / nature25473 (Sobre los DOI).