Genómica
29/05/14 14:49

El tiburón elefante arroja luz sobre la creación de los huesos

The Elephant shark is a living fossil.
The Elephant shark is a living fossil.

El tiburón elefante es un fósil viviente que toma su nombre de la forma de su cara, la cual termina en lo que parece ser el final de la trompa de un elefante. Los científicos han descubierto que tiene un ADN que apenas ha cambiado desde hace cientos de millones de años, por lo que se considera el animal que más lentamente ha evolucionado del mundo, el cual, además de por su trompa, se caracteriza por tener un esqueleto de cartílago y un sistema inmune muy simple. Un equipo internacional de investigadores de 12 instituciones han analizado su genoma y sus descubrimientos han comenzado a arrojar luz sobre el proceso de creación de los huesos, lo que puede tener implicaciones en el tratamiento de enfermedades como la osteoporosis, y también han estudiado sus barreras inmunes, abriendo nuevas vías de investigación en este campo.

El estudio, publicado en la revista Nature, compara el genoma del tiburón elefante con humanos, gallinas y otros vertebrados, y concluye que estos animales marinos son incapaces de reemplazar el cartílago por hueso porque les falta un gen que tienen todos los vertebrados. Es el gen que codifica la proteína necesaria para que el colágeno del cartílago se calcifique y se transforme en hueso. Así, la ausencia de esta pequeña pero importante pieza --el SCPP o secretory calcium-binding phosphoprotein-- en la cadena de creación del hueso nos deja con un pez cartilaginoso.

Para comprobar si sus tesis eran ciertas los científicos recurrieron a probarlo en peces y eliminaron mediante ingeniería genética la presencia de este gen en el pez-cebra. Como resutado observaron una reducción en la creación de hueso, probando el papel de este gen en el proceso de generación ósea. Los investigadores piensan que éste puede ser un punto de inicio para lograr comprender mejor enfermedades como la osteoporosis. "Pensamos que uno o más de un gen relacionados con la SCPP, probablemente el Sparc, el Sparc1 o ambos, intervienen en la mineralización del esqueleto de estos vertebrados", explican en un informe.

Pero ahí no se terminan las peculiaridades de este fósil marino viviente. Sorprendentemente tampoco se pudo encontar en él un componente esencial del sistema inmune en humanos, las células T-helpers, de las que este pez no tenía apenas ninguna. El papel de estas células es el de centinela ya que reconocen ciertas moléculas y activan la repuesta inmune contra infecciones bacterianas y virales y ayudan a prevenir enfermedades autoinmunes como la diabetes. Pese a esta carencia, el tiburón elefante tiene una respuesta inmune fuerte y vive una vida larga y sana. "La estructura de su sistema inmune es muy diferente a la de los mamíferos", explica Thomas Boehm, co-autor del estudio y director del Instituto Max Planc de Inmunobiología y Epigenesis en Alemania. "Es obvio que estos tiburones pueden luchar de forma eficiente con todo tipo de infecciones sin este tipo particular de célula. Esto indica que la naturaleza puede ofrecer diferentes soluciones al mismo problema", añade.

Todo esto sugiere que las funciones regulatorias del sistema inmune que cubren las células T-helpers se refinaron después de que los vertebrados surgieran y se separaran de las criaturas cartilaginosas. En definitiva, unos descubrimientos que "ofrecen una visión nueva sobre el mecanismo de la creación de hueso y en el origen del proceso adaptativo en el sistema inmune".

Una mirada sobre la evolución de la Tierra
Conocido también como el tiburón fantasma australiano, este extraño pez de 120 centímetros de largo vive en las aguas templadas de la costa sur de Australia y Nueva Zelanda, en profundidades de entre 200 y 500 metros. En realidad, no es en realidad un tiburón. Estrictamente hablando es una chimera, un 'primo' de los tiburones y rayas, los cuales se separaron hace unos 420 millones de años. Todos ellos son peces cartilaginosos y son los vertebrados con mandíbulas más antiguos del mundo. Se estima que los vertebrados con hueso aparecieron 450 millones de años atrás separándose de los cartilaginosos, lo que nos da una idea de cómo se produjo la evolución terrestre.

Pero, ¿por qué escoger este animal entre el resto de los peces del mismo tipo? La razón fue la estructura de su ADN, extremadamente compacto, hasta el punto de que está compuesto por menos de un tercio de los genes presentes en humanos. Los científicos hicieron además comparaciones con otros peces para conocer el grado de evolución que había sufrido. Les esperaba otra sorpesa: su estructura genética apenas ha cambiado a través de millones de años. "La evolución sumamente lenta del genoma del tiburón elefante es probablemente la mejor aproximación a la del ancestro de los vertebrados con mandíbula que se extinguió hace mucho tiempo", explica en un escrito Byrappa Venkatesh, director de investigación en el Instituto de Biología Celular y Molecular de Singapur.

"Con el genoma del tiburón elefante en la mano podemos comenzar a identificar claves de las adaptaciones genéticas en el árbol de la evolución", añade el autor senior Wesley Warren, profesor asociado del Instituto de Genética de la Universidad de Medicina de Washington.

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Genómica quiere decir vanguardia tecnológica. Tecnología punta y ya no tan cara. El primer paso se dio al leer los cerca de las 3.000 millones de 'letras' que forman el genoma humano. De eso hace diez años y con ello se abrió un nuevo mundo de posibilidades para la biología, la medicina y también a las ciencias que estudian la evolución de las especies.

En una década la evolución exponencial que ha experimentado la tecnología de la genómica ha permitido reducir sustancialmente los costes de secuenciación genética, lo que ha permitido ampliar el abanico de especies analizadas. El genoma del panda fue desentrañado en 2010 y en la actualidad científicos de todo el mundo persiguen el objetivo de secuenciar más de 10.000 especies de vertebrados para estudiar su evolución.

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