La base genética de los superpoderes de los murciélagos reveló
Los primeros seis genomas de murciélagos de calidad de referencia liberados y analizados
Por primera vez se ha revelado plenamente el material genético en bruto que codifica las adaptaciones únicas de los murciélagos y sus superpoderes, como la capacidad de volar, de utilizar el sonido para moverse sin esfuerzo en la oscuridad total, de sobrevivir y tolerar enfermedades mortales, de resistir al envejecimiento y al cáncer.
Imagen simbólica
Unsplash/pixabay.com
Bat1K, un consorcio mundial de científicos dedicados a secuenciar los genomas de cada una de las 1421 especies de murciélagos vivos, ha generado y analizado seis genomas de murciélagos muy precisos que son diez veces más completos que cualquier genoma de murciélago publicado hasta la fecha, a fin de descubrir los rasgos únicos de los murciélagos.
"Dados estos exquisitos genomas de murciélago, ahora podemos entender mejor cómo los murciélagos toleran los virus, frenan el envejecimiento y han evolucionado el vuelo y la ecolocalización. Estos genomas son las herramientas necesarias para identificar las soluciones genéticas desarrolladas en los murciélagos que, en última instancia, podrían aprovecharse para aliviar el envejecimiento humano y las enfermedades", Emma Teeling, University College Dublin, Co-Directora Fundadora de Bat1K y Autora Principal.
Para generar estos exquisitos genomas de murciélagos, el equipo utilizó las tecnologías más recientes para secuenciar el ADN de los murciélagos, y generó nuevos métodos para ensamblar estas piezas en el orden correcto e identificar los genes presentes.
"Utilizando las últimas tecnologías de secuenciación del ADN y los nuevos métodos de computación para esos datos, tenemos entre el 96 y el 99% de cada genoma de murciélago en las reconstrucciones a nivel de cromosomas, una calidad sin precedentes similar, por ejemplo, a la actual referencia del genoma humano, que es el resultado de más de una década de intensos esfuerzos de "acabado". Como tal, estos genomas de murciélagos proporcionan una base magnífica para la experimentación y los estudios evolutivos de las fascinantes capacidades y propiedades fisiológicas de los murciélagos" Eugene Myers, Director del Instituto Max Planck de Biología Celular Molecular y Genética, y del Centro de Biología de Sistemas de Dresde (Alemania), autor principal.
Relación con otros mamíferos
El equipo comparó estos genomas de murciélagos con otros 42 mamíferos para abordar la cuestión no resuelta de dónde se encuentran los murciélagos dentro del árbol de la vida de los mamíferos. Utilizando novedosos métodos filogenéticos y amplios conjuntos de datos moleculares, el equipo encontró que el mayor apoyo a los murciélagos estaba relacionado más estrechamente con un grupo llamado Ferreuungulata que consiste en carnívoros (que incluye perros, gatos y focas, entre otras especies), pangolines, ballenas y ungulados (mamíferos con pezuñas).
Para descubrir los cambios genómicos que contribuyen a las adaptaciones únicas encontradas en los murciélagos, el equipo buscó sistemáticamente diferencias genéticas entre los murciélagos y otros mamíferos, identificando las regiones del genoma que han evolucionado de manera diferente en los murciélagos y la pérdida y ganancia de genes que pueden impulsar los rasgos únicos de los murciélagos.
"Nuestros escáneres del genoma revelaron cambios en los genes de la audición que pueden contribuir a la ecolocalización, que los murciélagos utilizan para cazar y navegar en la completa oscuridad. Además, encontramos expansiones de los genes antivirales, una selección única en los genes inmunes, y la pérdida de genes implicados en la inflamación en los murciélagos. Estos cambios pueden contribuir a la excepcional inmunidad de los murciélagos y apunta a su tolerancia a los coronavirus". Michael Hiller, Jefe del Grupo de Investigación Max Planck, Instituto Max Planck de Biología Celular Molecular y Genética en Dresde, Instituto Max Planck de Física de Sistemas Complejos, y el Centro de Biología de Sistemas, Dresde, Autor principal.
Tolerancia contra los virus
El equipo también encontró pruebas de que la capacidad de los murciélagos para tolerar los virus se refleja en sus genomas. Los exquisitos genomas revelaron "virus fosilizados", prueba de la supervivencia de infecciones virales anteriores, y mostraron que los genomas de los murciélagos contenían una mayor diversidad que otras especies, lo que proporcionó un registro genómico de la tolerancia histórica a las infecciones virales.
Dada la calidad de los genomas de los murciélagos, el equipo identificó y validó experimentalmente varias regiones reguladoras no codificantes que pueden regir las principales innovaciones evolutivas de los murciélagos.
"El hecho de tener genomas tan completos nos permitió identificar las regiones reguladoras que controlan la expresión de genes que son exclusivas de los murciélagos. Es importante que pudimos validar microARNs únicos de murciélagos en el laboratorio para mostrar sus consecuencias para la regulación de los genes. En el futuro podremos utilizar estos genomas para comprender cómo las regiones reguladoras y la epigenómica contribuyeron a las extraordinarias adaptaciones que vemos en los murciélagos". Sonja Vernes, Co-Directora Fundadora Bat 1K, Instituto Max Planck de Psicolingüística, Nijmegen, Autora Principal.
Esto es sólo el comienzo. Las ~1400 especies de murciélagos vivos restantes exhiben una increíble diversidad en ecología, longevidad, percepción sensorial e inmunología, y aún quedan numerosas preguntas sobre la base genómica de estas espectaculares características. Bat1K responderá a estas preguntas a medida que se secuencien más y más exquisitos genomas de murciélagos, descubriendo aún más la base genética de los raros y maravillosos superpoderes de los murciélagos.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
David Jebb; "Six reference-quality genomes reveal evolution of bat adaptations"; Nature; 22 June 2020.
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