La transferencia generalizada de genes entre especies, importante impulsor en la evolución

La transferencia generalizada de genes entre especies ha cambiado radicalmente los genomas de los mamíferos actuales y ha sido un importante impulsor de la evolución. Los autores de la investigación creen que comprender el proceso es importante para comprender la evolución de las enfermedades.

En el estudio más grande del mundo de los llamados «genes de salto», los investigadores de la Universidad de Adelaida (Australia) han rastreado dos genes de salto particulares en 759 especies de plantas, animales y hongos. Estos genes de salto son en realidad pequeñas piezas de ADN que pueden copiarse en un genoma y se conocen como elementos transponibles.

Han descubierto que las transferencias entre especies, incluso entre plantas y animales, se han producido con frecuencia a lo largo de la evolución.

Los dos elementos transponibles que rastrearon, L1 y BovB, ingresaron a los mamíferos como ADN extraño. Esta es la primera vez que alguien ha demostrado que el elemento L1, importante en humanos, ha saltado entre las especies.

«Los genes saltos, propiamente llamados retrotransposones, se copian y pegan alrededor de genomas y genomas de otras especies. Todavía no se sabe cómo lo hacen, aunque pueden estar involucrados insectos como garrapatas o mosquitos o posiblemente virus, sigue siendo un gran rompecabezas». dice el líder del proyecto, David Adelson, director del Centro de Bioinformática de la Universidad de Adelaida.

«Este proceso se llama transferencia horizontal, que difiere de la transferencia normal entre padres e hijos, y ha tenido un enorme impacto en la evolución de los mamíferos».

Por ejemplo, dice el profesor Adelson, el 25% del genoma de las vacas y las ovejas se deriva de los genes de salto.

«Piensa en un gen saltador como un parásito», dice el profesor Adelson. «Lo que hay en el ADN no es tan importante, es el hecho de que se introducen en otros genomas y provocan la alteración de los genes y la forma en que están regulados».

Publicado hoy en la revista Genome Biology , en colaboración con el South Australian Museum, los investigadores encontraron que la transferencia horizontal de genes estaba mucho más extendida de lo que se había pensado.

«Se pensó que los elementos L1 se heredaban solo de padres a hijos», dice el autor principal, Atma Ivancevic, investigador postdoctoral en la Facultad de Medicina de la Universidad de Adelaida. «La mayoría de los estudios solo han analizado un puñado de especies y no han encontrado evidencia de transferencia. Examinamos tantas especies como pudimos».

Los elementos L1 en humanos se han asociado con cáncer y trastornos neurológicos. Los investigadores dicen que comprender la herencia de este elemento es importante para comprender la evolución de las enfermedades.

Los investigadores encontraron que las L1 son abundantes en plantas y animales, aunque solo aparecen esporádicamente en hongos. Pero el resultado más sorprendente fue la falta de L1 en dos especies clave de mamíferos: los monotremas australianos (ornitorrinco y equidna), que muestran que el gen entró en la vía evolutiva de los mamíferos después de la divergencia de los monotremas.

«Creemos que la entrada de L1 en el genoma de los mamíferos fue un factor clave de la rápida evolución de los mamíferos en los últimos 100 millones de años», dice el profesor Adelson.

El equipo también analizó la transferencia de elementos de BovB entre especies. BovB es un gen de salto mucho más joven: se descubrió por primera vez en las vacas, pero desde entonces se ha demostrado que salta entre una extraña variedad de animales, incluidos reptiles, elefantes y marsupiales. Una investigación anterior, dirigida por el profesor Adelson, descubrió que las garrapatas eran los facilitadores más probables de la transferencia de BovB entre especies.

La nueva investigación amplió el análisis para descubrir que BovB ha saltado aún más ampliamente de lo que se había anticipado. BovB ha transferido al menos dos veces entre ranas y murciélagos, y las nuevas especies de vectores potenciales incluyen chinches, sanguijuelas y langostas.

El equipo cree que el estudio de las especies de insectos ayudará a encontrar más evidencia de transferencia de especies cruzadas. También tienen como objetivo estudiar otros genes de salto y explorar la posibilidad de vectores acuáticos, como los gusanos marinos y los nematodos.

«A pesar de que nuestro trabajo reciente implicó el análisis de genomas de más de 750 especies, solo hemos comenzado a arañar la superficie de la transferencia horizontal de genes», dice el profesor Adelson. «Hay muchas más especies para investigar y otros tipos de genes de salto».