Revelación del genoma del ancestro común de todos los mamíferos
Cromosomas estables durante 300 millones de años
Un equipo internacional ha reconstruido la organización del genoma del primer ancestro común de todos los mamíferos. El genoma ancestral reconstruido podría ayudar a comprender la evolución de los mamíferos y a conservar los animales modernos. El primer ancestro de los mamíferos se parecía probablemente al animal fósil "Morganucodon", que vivió hace unos 200 millones de años. El trabajo se publica la revista científica "Proceedings of the National Academy of Sciences".
Imagen simbólica
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Todos los mamíferos modernos, desde el ornitorrinco hasta la ballena azul, descienden de un ancestro común que vivió hace unos 180 millones de años. No sabemos mucho sobre este animal, pero ahora un equipo internacional de científicos ha reconstruido computacionalmente la organización de su genoma.
"Nuestros resultados tienen importantes implicaciones para entender la evolución de los mamíferos y para los esfuerzos de conservación", dice Harris Lewin, distinguido profesor de evolución y ecología de la Universidad de California, Davis, y autor principal del trabajo.
Los científicos se basaron en secuencias genómicas de alta calidad de 32 especies vivas que representan 23 de los 26 órdenes de mamíferos conocidos. Entre ellos se encontraban humanos y chimpancés, wombats y conejos, manatíes, ganado doméstico, rinocerontes, murciélagos y pangolines. El análisis también incluyó los genomas de pollos y caimanes chinos como grupos de comparación. Algunos de estos genomas se están produciendo en el marco del Proyecto BioGenoma de la Tierra y otros esfuerzos de secuenciación del genoma de la biodiversidad a gran escala. Lewin preside el Grupo de Trabajo del Proyecto BioGenoma de la Tierra.
La reconstrucción muestra que el ancestro de los mamíferos tenía 19 cromosomas autosómicos, que controlan la herencia de las características de un organismo al margen de las controladas por los cromosomas ligados al sexo, (éstos están emparejados en la mayoría de las células, lo que hace un total de 38) más dos cromosomas sexuales, dijo Joana Damas, primera autora del estudio y científica postdoctoral en el Centro del Genoma de la UC Davis. El equipo identificó 1.215 bloques de genes que aparecen sistemáticamente en el mismo cromosoma y en el mismo orden en los 32 genomas. Estos bloques de construcción de todos los genomas de los mamíferos contienen genes que son fundamentales para el desarrollo de un embrión normal.
Cromosomas estables durante 300 millones de años
Los científicos encontraron nueve cromosomas enteros o fragmentos de cromosomas en el ancestro de los mamíferos cuyo orden de genes es el mismo en los cromosomas de las aves modernas.
"Este notable hallazgo demuestra la estabilidad evolutiva del orden y la orientación de los genes en los cromosomas a lo largo de un extenso marco temporal evolutivo de más de 320 millones de años", afirma Lewin. Por el contrario, las regiones entre estos bloques conservados contenían más secuencias repetitivas y eran más propensas a roturas, reordenamientos y duplicaciones de secuencias, que son los principales motores de la evolución del genoma.
"Las reconstrucciones del genoma ancestral son fundamentales para interpretar dónde y por qué varían las presiones selectivas en los genomas. Este estudio establece una clara relación entre la arquitectura de la cromatina, la regulación de los genes y la conservación del ligamiento", afirma el profesor William Murphy, de la Universidad de Texas A&M, que no es autor del trabajo. "Esto sienta las bases para evaluar el papel de la selección natural en la evolución de los cromosomas en el árbol de la vida de los mamíferos".
Los científicos pudieron seguir los cromosomas ancestrales hacia adelante en el tiempo desde el ancestro común. Descubrieron que la tasa de reordenación cromosómica difería entre los linajes de los mamíferos. Por ejemplo, en el linaje de los rumiantes (que dan lugar al ganado vacuno, las ovejas y los ciervos modernos) se produjo una aceleración de la reordenación hace 66 millones de años, cuando el impacto de un asteroide acabó con los dinosaurios y dio lugar a la aparición de los mamíferos.
"Los resultados ayudarán a entender la genética que hay detrás de las adaptaciones que han permitido a los mamíferos prosperar en un planeta cambiante durante los últimos 180 millones de años", explica la coautora, la Dra. Camilla Mazzoni, jefa de "Genética evolutiva y de conservación" del Centro de Genómica en Investigación de la Biodiversidad de Berlín y jefa del grupo de investigación en Genómica evolutiva y de conservación del Departamento de Genética Evolutiva del Leibniz-IZW.
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
Damas J, Corbo M, Kim J, Turner-Maier J, Farré M, Larkin DM, Ryder OA, Steiner C, Houck ML, Hall S, Shiue L, Thomas S, Swale T, Daly M, Korlach J, Uliano-Silva M, Mazzoni CJ, Birren BW, Genereux DP, Johnson J, Lindblad-Toh K, Karlsson EK, Nweeia MT, Johnson RN, Zoonomia Consortium, Lewin HA (2022): Evolution of the ancestral mammalian karyotype and syntenic regions. PNAS 119, e2209139119
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