Cómo vivir 400 años
Descifran el genoma del vertebrado más longevo: es enorme y tiene capacidades especiales de reparación
El tiburón de Groenlandia(Somniosus microcephalus), un escurridizo habitante de las profundidades del Atlántico septentrional y el océano Ártico, es el vertebrado más longevo del mundo, con una esperanza de vida estimada en unos 400 años. Un equipo internacional de científicos ha cartografiado por primera vez el genoma del tiburón de Groenlandia. "El análisis de los datos sugiere que una mejor reparación del ADN podría desempeñar un papel importante en su extrema longevidad", afirma el profesor Arne Sahm, de la Facultad de Biología y Biotecnología de la Universidad Ruhr de Bochum (Alemania) y primer autor del artículo, publicado el 11 de septiembre de 2024 en la plataforma bioRxiv. El trabajo del equipo para descifrar la composición genética del animal arrojará nueva luz sobre los mecanismos generales que permiten la longevidad.
Un genoma enorme
Sólo unos pocos animales complejos pueden sobrevivir a los humanos. Ejemplos asombrosos son las tortugas gigantes, como Jonathan, un ejemplar de 191 años que reside actualmente en Santa Elena. Sin embargo, este récord palidece comparado con el del tiburón de Groenlandia.
El tamaño del genoma del tiburón planteó uno de los primeros retos del proyecto. Con 6.500 millones de pares de bases, el código genético del tiburón de Groenlandia es el doble de largo que el de un ser humano, y es el mayor entre las secuencias genómicas de tiburones hasta la fecha. "Sólo hay unos pocos animales secuenciados hasta ahora que tengan un genoma aún mayor", afirma Arne Sahm, primer autor del estudio, refiriéndose a los estudios del genoma del ajolote y del pez pulmonado publicados recientemente. Como en el caso del ajolote y el pez pulmonado, el enorme tamaño del genoma del tiburón de Groenlandia se debe principalmente a la presencia de elementos repetitivos y frecuentemente autorreplicantes. Tales elementos transponibles, a veces llamados genes saltarines o egoístas y a menudo considerados parásitos genómicos, representan más del 70 por ciento del genoma del tiburón de Groenlandia. Curiosamente, un alto contenido de repeticiones suele considerarse perjudicial, ya que los genes saltarines pueden destruir la integridad de otros genes y reducir la estabilidad general del genoma. En el caso del tiburón de Groenlandia, sin embargo, el alto contenido de repeticiones no parece haber limitado su vida útil.
Genes saltadores secuestrados
Al contrario, Sahm y sus colegas sospechan que la expansión de los elementos transponibles puede incluso haber contribuido a la extrema longevidad del tiburón de Groenlandia. A veces, otros genes funcionalmente más relevantes pueden "secuestrar" la maquinaria molecular codificada por los elementos transponibles para multiplicarse. El equipo sugiere que varios genes regulares aprovecharon esta oportunidad durante la evolución del tiburón de Groenlandia. Sorprendentemente, muchos genes duplicados están implicados en la reparación de daños en el ADN. "En cada una de nuestras células, el ADN sufre daños miles de veces al día, y mecanismos moleculares especializados los reparan constantemente. Un hallazgo notable de los estudios genómicos comparativos es que las especies de mamíferos longevas son excepcionalmente eficientes en la reparación de su ADN", explica Alessandro Cellerino, neurobiólogo del FLI y de la Scuola Normale Superiore (SNS) de Pisa. Así, los resultados del equipo indican que la reparación del ADN puede representar un mecanismo general subyacente a la evolución de la longevidad excepcional. "Nos tienta especular que la evolución del tiburón de Groenlandia ha encontrado una forma de contrarrestar los efectos negativos de los elementos transponibles sobre la estabilidad del ADN, secuestrando la propia maquinaria de los elementos transponibles", añade Arne Sahm. Los investigadores también están ansiosos por saber más sobre los mecanismos que controlan la propagación de los elementos transponibles. "Ahora podemos empezar a responder si el silenciamiento de los elementos transponibles en los tiburones de Groenlandia es diferente del de otras especies", afirma Helene Kretzmer, del Instituto Max Planck de Genética Molecular.
Centro de control modificado
El equipo también descubrió una alteración específica en la proteína p53, también conocida como "guardiana del genoma". Sorprendentemente, p53 actúa como un centro de control que responde al daño del ADN en humanos y en muchas otras especies. "Esta proteína está mutada en aproximadamente la mitad de los cánceres humanos y es el supresor tumoral más importante que conocemos. Por tanto, es un gen esencial para la longevidad", afirma Steve Hoffmann, biólogo computacional del Instituto Fritz Lipmann sobre el Envejecimiento (FLI) de Jena (Alemania). Sin embargo, se necesitan más estudios para demostrar en qué medida los cambios observados en genes críticos (como p53 y vías moleculares, por ejemplo, duplicaciones de genes de reparación del ADN o cambios en supresores tumorales) contribuyen a la excepcional longevidad de los animales.
Despejar el camino para nuevos estudios
"Nuestro proyecto genómico sienta ahora las bases para muchos estudios independientes que nos ayudarán a comprender mejor la evolución de esta extraordinaria especie", subraya Paolo Domenici, del CNR - IBF Pisa. "Esta es una de las razones por las que decidimos poner el genoma inmediatamente a disposición de la comunidad científica", añade Alessandro Cellerino. La secuencia del genoma y los correspondientes recursos web proporcionados por el equipo permiten a investigadores de todo el mundo analizar la versión del tiburón de Groenlandia de sus genes de interés. "Este trabajo es una piedra angular para comprender mejor las bases de la fisiología extrema del tiburón de Groenlandia. Además, nos ayuda a evaluar por primera vez su diversidad genómica y, por tanto, el tamaño de la población de esta especie vulnerable", comenta John Fleng Steffensen, de la Universidad de Copenhague, que lleva quince años estudiando sobre el terreno a estos animales gigantes.
Comprender mejor la longevidad
"El genoma del tiburón de Groenlandia es un paso esencial para comprender los mecanismos moleculares del envejecimiento en esta especie excepcionalmente longeva", afirma Steve Hoffmann. Los investigadores esperan que el estudio del tiburón de Groenlandia sea esencial para muchos otros organismos. "Explorar los fundamentos genéticos de la enorme diversidad de esperanza de vida en el árbol de la vida ofrece una perspectiva totalmente nueva para investigar los mecanismos que permiten una longevidad excepcional", explica Alessandro Cellerino.
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.
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