Una mutación genética favoreció la expansión del 'Homo sapiens' en África

La variante habría permitido a los hombres primitivos en África convertir ácidos grasos de plantas en compuestos necesarios para aumentar el tamaño cerebral.

Tres equipos científicos estadounidenses que han analizado patrones de variación genética en diferentes poblaciones han dado con una mutación, que debió producirse hace más de 85.000 años, y que permitiría a los Homo sapiens del centro de África migrar por todo el continente. La mutación está en un grupo de genes del cromosoma 11 implicados en al conversión de ácidos grasos poliinsaturados de origen vegetal en ácidos poliinsaturados necesarios para aumentar el tamaño del cerebro, su complejidad y sus funciones, según explican los investigadores, que logran así asociar la base genética con la llamada gran expansión africana del Homo sapiens.

Diversas investigaciones genéticas y arqueológicas apuntan hacia el origen del H.sapiens hace unos 180.000 años, pero permanecerían confinados unos 100.000 años en una zona con abundantes lagos en el centro de África, según explican los investigadores del Centro Médico Wake Forest Baptist que forman uno de los tres equipos de la investigación, presentada en la revista Plos One y liderada por Joshua M. Akey (Universidad de Washington). Su hipótesis es que este confinamiento territorial se debió, al menos en parte, a que los humanos primitivos necesitaban, para alimentar sus funciones cerebrales, un ácido graso específico (DHA) que contienen los peces. Y en la región centroafricana habría agua y, por tanto, fuentes de alimentos con DHA.

“Ha habido un considerable debate acerca de cómo los humanos primitivos lograban obtener el suficiente DHA necesario para mantener su tamaño cerebral y su complejidad”, comenta Floyd Chilton, uno de los autores de la investigación, en un comunicado de Wake Forest. “Es sorprendente que hayamos descubierto la región de la variación genética que debió surgir aproximadamente al tiempo que aquellos hombres primitivos salieron de esa región africana central en lo que se ha llamado la gran expansión”, añade.

Con la variación genética los humanos podían alejarse de las zonas con agua y los productos alimenticios necesarios que en ella obtendrían. Y a partir de ese momento, según muestran los resultados expuestos en Plos One, se produjo una intensa presión selectiva en la población y rápidamente se difundió la mutación por todo el continente africano.

La capacidad de conversión de ácidos grasos de origen vegetal en alimento del cerebro significaría que los primeros humanos ya no dependían de una única fuente, el pescado, y eso era importante porque cuando aparece esta mutación aún no existía la caza y pesca organizada que pudiera mejorar el suministro de esos ácidos grasos, recuerda Akey.

Los investigadores han analizado los genomas de poco más de mil individuos de 15 poblaciones humanas diferentes que formaban parte del proyecto Genoma Humano más otros tantos de 52 poblaciones de la base de datos Diversidad del Genoma Humano. Los científicos de Wake Forest se han ocupado de los estudios de bioquímica de los ácidos grasos, los de la Universidad de Washington han hecho la genética de poblaciones y otro equipo, de la Universidad John Hopkins, se ha ocupado de la genética estadística.

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El País Ciencia

El genoma de 220 africanos ilumina el origen de la humanidad

Un trabajo confirma que los San son descendientes de los primeros hombres modernos.

El estudio identifica seis genes clave del cráneo y el cerebro.

Restos artísticos de los bosquimanos San en Suráfrica.

El genoma de 220 personas de 11 poblaciones subsaharianas —el mayor estudio africano hasta la fecha— confirma que los bosquimanos San descienden en línea directa de los primeros humanos modernos, que evolucionaron en el sur de África hace más de 100.000 años. El trabajo identifica los seis genes clave del desarrollo del cráneo y el cerebro que fueron objeto de selección darwiniana en aquella época, y que probablemente crearon la anatomía humana moderna en un plazo relativamente breve. Otros fenómenos genéticos posteriores subyacen a las adaptaciones de una población u otra al entorno, y afectan a la potencia muscular, la protección contra la radiación ultravioleta -el color de la piel- y la respuesta inmunológica contra nuevas infecciones.

Los bosquimanos hablan lenguajes-clic, en los que que las consonantes suenan como el chasquido que todos hacemos para indicar fastidio, o como el sonido de un beso. De hecho, el primer investigador en proponer que los San y otros bosquimanos representaban a la población ancestral de la humanidad moderna no fue un genetista, sino un lingüista: Joseph Greenberg, de la Universidad de Stanford, que propuso en los años sesenta que los lenguajes clic, hablados por pequeñas poblaciones de bosquimanos salpicadas por el sur y el este de África, formaban en realidad una sola familia lingüística, el khoisán.

Pero es la genética, y también la arqueología más reciente, la que ha rescatado la hipótesis de Greenberg de un olvido tenaz que, en realidad, se originó en el mismo momento de su formulación. El gran lingüista y antropólogo murió en 2001, mucho antes de poder saber lo acertadas que iban a resultar sus teorías.

La divergencia más profunda en el seno de toda la humanidad viviente ocurrió hace unos 100.000 años

El nuevo trabajo es producto de una colaboración entre biólogos evolutivos, antropólogos, neurocientíficos y genetistas médicos coordinados por Himla Soodyall, de la Universidad de Witwatersrand en Johannesburgo, y Mattias Jakobsson, de la de Uppsala, Suecia. Los resultados se adelantan en la edición electrónica de Science.

"Los San tienen algo especial que añadir al mundo tanto genética como cultural y éticamente", dice Jakobbson como justificación de su trabajo. "La importancia de nuestro estudio es que pone el patrimonio San en el sitio que le corresponde en la historia, y también aporta el telón de fondo genético para estudios futuros".

Los investigadores han analizado 2,3 millones de snips (acrónimo inglés para "single nucleotide polymorphisms", polimorfismos de un solo nucleótido), o variaciones de una sola letra en la secuencia del ADN (tcctgataag..., el genoma humano tiene 3.000 millones de letras). Y los han comparado en un promedio de 20 individuos de 11 poblaciones, de la mitad sur del continente, la mayoría de ellas hablantes de lenguajes clic, o khoisán. Esta es la mayor masa de información genética sobre las poblaciones subsaharianas obtenida hasta ahora.

"La divergencia más profunda en el seno de toda la humanidad viviente ocurrió hace unos 100.000 años", explica la primera firmante del trabajo, Carina Schlebusch, investigadora posdoctoral en Uppsala, en referencia a la separación genética entre los San y el resto de los pobladores del planeta, incluida la inmensa mayoría de la población africana. "Esa fecha es mucho antes de que los humanos modernos migraran fuera de África (hace unos 60.000 años), y el doble de antigüedad que el tiempo de divergencia de los pigmeos de África central y los cazadores-recolectores del Este".

Las poblaciones de bosquimanos han padecido en los últimos siglos
una extinción intensa y sostenida

Cuando dos poblaciones se han separado hace poco, como las de Oriente Próximo y el Mediterráneo occidental, sus genomas se parecen mucho, es decir, muestran una escasa divergencia. A mayor divergencia, mayor antigüedad de la separación entre ambas. Con muchos datos de este tipo, los genetistas han logrado reconstruir un mapa sorprendentemente detallado de la gran historia de las migraciones humanas. Y la mayor divergencia de todas -luego la separación más antigua- es la que se da entre los bosquimanos San y cualquier otra población del planeta. Es la forma que tienen los evolucionistas de reconstruir el pasado.

Soodyall, una de las codirectoras del estudio, que trabaja en el Laboratorio Nacional de Salud sudafricano, ha tenido una larguísima relación con los San y otros bosquimanos del sur del continente, y al igual que su colega Jakobsson hace una lectura histórica de los resultados del trabajo. Dice que son "un tributo fenomenal a los pueblos indígenas Khoe y San, a los que damos una oportunidad de reclamar su lugar en la historia del mundo". Soodyall, Jakobsson y otros autores del estudio tienen previsto visitar este mes a los grupos San del desierto de Kalahari para agradecerles su colaboración.

Las poblaciones de bosquimanos han padecido en los últimos siglos una extinción intensa y sostenida. El grupo más abundante en la actualidad son los hablantes de khoisán del sur de África, que cuenta con unos 250.000 hablantes.

Las sofisticadas matemáticas en que se basa la genómica actual han permitido a los investigadores enfocar su lupa sobre los genes que estaban experimentando procesos de selección evolutiva hace más de 100.000 años, antes de los bosquimanos empezaran a diverger del resto de la humanidad. Han encontrado seis variantes genéticas sujetas a una fuerte presión selectiva en la época, y que ahora son un patrimonio universal de la humanidad. Pueden ser los genes que hicieron evolucionar a nuestra especie desde un homínido más primitivo, piensan los autores.

Los nombres de los genes son ROR2 (implicado en el desarrollo del hueso y el cartílago), SPTLC1 (cuyas mutaciones se asocian a la neuropatía sensorial hereditaria), SULF2 (cuyas mutaciones subyacen a malformaciones esqueléticas y defectos en el desarrollo del cerebro), RUNX2 (que ya había sido asociado a la evolución de la anatomía humana moderna), SDCCAG8 (uno de los genes implicados en la microcefalia) y LRAT (asociado al alzhéimer).

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El País Ciencia

Craig Venter responde: ¿Qué es la Vida?

Craig Venter ha impartido una conferencia en el EuroScience Open Forum (ESOF) en Dublín con el nombre ¿Qué es la vida? Desde luego, Venter no respondió a la pregunta pero actualizó el estado del arte de la vida y la genómica. El descubridor del genoma y de la primera bacteria semisintética siguen en forma. A la conferencia asistió críticamente el gran James Watson, descubridor de la doble hélice del ADN que le valió el Premio Nobel junto a Francis Crick en 1962. Watson tiene 84 años.

Las preguntas más simples rondan a la humanidad desde hace siglos. ¿Quiénes somos? ¿En que nos diferenciamos de los animales? ¿Qué es la conciencia? Una de ellas es ¿Qué es la vida? Podemos nombrar algunas características de la vida, pero yendo al extremo, a las situaciones dudosas siempre nos quedamos sin respuesta.

La conferencia de Venter tiene un precursor en otra celebrada por el físico Erwin Schrödinger, también Premio Nobel, con el mismo nombre en 1943. Entonces no se conocía el ADN, pero fue una charla que marcó la biología. Venter ha querido emular al físico y se ha repetido la pregunta.

La vida es un sistema regido por un software, que es el genoma

Hoy es posible traducir el genoma a ceros y unos. Es posible leerlo de un ser vivo, cortarlo, pegarlo e introducirlo en otro. Todo ello con muchas limitaciones. Es lo que hizo el equipo de Venter en 2010. Después de entrar de forma brillante en la carrera de la secuenciación del genoma humano, cosa que se consiguió en 2003, se dedico a producir vida artificial. En 2010 dio un primer paso. Crearon artificialmente desde un ordenador todo el genoma de una bacteria. Lo trasplantaron a otra bacteria de otra especie a la que previamente habían vaciado de su genoma. La bacteria receptora comenzó a comportarse como la bacteria de la que se había construido el genoma.

Aquello fue una prueba de concepto para demostrar que se puede crear una forma de vida sintética. La mayor parte de los científicos pensaban que el plan nunca funcionaría: se trata de emular la complejidad del diseño de una forma de vida. Y sí, logramos crear algo extremadamente parecido a una vida.
El siguiente paso será prescindir de la célula biológica contenedora y creo que eso lo lograremos pronto.
Para diseñar una vida desde la base, nos fijamos en los organismos simples, pero tienen genes que no sabemos cómo funcionan. Es muy difícil y extraño construir algo desde sus fundamentos cuando no los conocemos completamente.
La vida sintética puede ser la solución a los problemas del planeta

James Watson se muestra escéptico con los descubrimientos y dice cosas como la siguiente:

Si Venter quiere conocer los secretos de la vida, que vaya a la iglesia.

Watson parece olvidar que fue él el que comenzó el proceso. En su libro DNA The Secret Of Life, escribió:

Queríamos hacer algo equivalente a lo que actualmente hace un procesador de textos: cortar, pegar y copiar ADN… Podíamos “jugar a ser Dios” apoyándonos en los elementos moleculares de todas las formas de vida.

A pesar de sus diferencias, Venter y Watson posaron juntos para la foto. Uno no se puede entender sin la existencia del otro y el mundo actual y futuro no se entienden sin el concurso de los dos.

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Se publica el primer mapa de los microbios que habitan el cuerpo sano

Esta semana, las revistas científicas Nature y PLoS publican un total de 16 artículos en los que se anuncian nuevos resultados del Proyecto Microbioma Humano: el mapa de la diversidad microbiana de 18 partes del organismo sano. El estudio de los microorganismos que habitan en nuestro interior está cambiando el concepto médico y biológico del cuerpo humano y de la enfermedad.

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Escherichia coli, bacteria que se encuentra en el intestino de muchos animales.

“Nuestra vida y nuestra individualidad se la debemos a los microbios que viven en nosotros y este descubrimiento cambiará radicalmente la práctica de la medicina”, expone David A. Relman, de la Universidad de Standford, en un editorial de la revista Nature. Esta semana, dos de las principales publicaciones científicas, Nature y PLoS, dedican buena parte de sus páginas a los microorganismos que nos habitan. La razón es que se han obtenido nuevos resultados del Proyecto Microbioma Humano.

Cada lugar del cuerpo humano tiene su propia ‘firma’ de microorganismos y la diversidad taxonómica y genética es mayor en dientes y heces

Por primera vez, después de cinco años de investigación, el consorcio científico ha mapeado comunidades completas de microbios que habitan varias partes del organismo sano. Según los cálculos de los investigadores, han identificado entre el 81% y el 99% de todos los géneros de microorganismos en adultos sanos.

Las primeros indicios de la microbiota que vivía en el cuerpo humano se publicaron hace unos 300 años, poco después de la invención del microscopio. Hoy en día, gracias a la mejora de las técnicas de secuenciación de ADN el objetivo es descifrar el ‘segundo genoma humano’ el del microbioma. El proyecto Genoma Humano secuenció en el año 2000 la información genética contenida en el 10% de las células que forman nuestro cuerpo. El 90% restante no son células propias sino millones de microorganismos que reciben el nombre de microbioma. 

A finales de 2007 el Instituto de Nacional de Salud de los Estados Unidos (NIH) se embarcó en el Proyecto Microbioma Humano (HMP) y en 2008 la Comisión Europea y China crearon su homólogo, MetaHIT (Metagenomics of the human intestinal tract).

Con los primeros resultados de la iniciativa HMP, se publican dos artículos en Nature y en varias revistas de PLoS, 14 trabajos. Los datos obtenidos son de libre acceso para los investigadores de todo el mundo y para Relman representan “una lección de humildad”.

Cada lugar del cuerpo tiene su propia ‘firma’ de microorganismos

La materia prima de los investigadores ha sido el material genético de 11.174 muestras de microorganismos obtenidos de 242 individuos sanos estadounidenses de 18 a 40 años (129 hombres y 113 mujeres) de varias partes de su cuerpo –15 en hombres y 18 en las mujeres–, durante 22 meses. 

Los dos estudios publicados en Nature han sido liderados por Curtis Huttenhower, del Instituto de Salud Pública de Boston y del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y Bárbara A. Methé, del Instituto Craig Venter (EE UU). Estos trabajos han identificado la mayoría de microbios y genes presentes en los 242 individuos.

Huttenhower y sus colegas han descubierto que cada lugar del cuerpo humano tiene su propia ‘firma’ de microorganismos y que la diversidad taxonómica y genética es mayor en las muestras de dientes y heces, intermedia en piel y en la superficie interna de la mejilla, y baja en las muestras vaginales.

El equipo de Methé ha comprobado que el proyecto HMP y MetaHIT han identificado muchas especies distintas de microorganismos. Este resultado pone en duda si la muestra de personas incluida en ambas iniciativas es suficientemente representativa. En ambos estudios se han incluido individuos sanos de países económicamente desarrollados.

“Hemos de reconsiderar el concepto de ‘sano’ –opina Relman–. En estos estudios se ha excluido toda enfermedad intestinal, pero en países en vías de desarrollo esta patología es prácticamente ‘normal”. 

Además, la prevalencia de sobrepeso y obesidad aumenta progresivamente en los países enriquecidos.

“¿Qué factores hacen que el microbioma cambie entre personas o a lo largo del tiempo?. ¿Cómo responden los microorganismos a las alteraciones del cuerpo humano?. ¿Podemos predecir y restaurar las poblaciones de microbios?”, estas son solo algunas de las preguntas que lanza Relman a la luz de los nuevos datos. “Estos estudios son solo el principio”, concluye el experto.

Referencias bibliográficas

The Human Microbiome Project Consortium. “Structure, function and diversity of the healthy human microbiome” Nature 486: 208-214. Junio de 2012. DOI: 10.1038/nature11234
The Human Microbiome Project Consortium. “A framework for human microbiome Research” Nature 486: 216-221. Junio de 2012. DOI: 10.1038/nature11209
Relman D.A. “Learning about who we are”. Nature 486: 194-195. Junio de 2012

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SINC

Completado el último genoma de gran simio, el bonobo

   

Un equipo internacional de científicos ha logrado secuenciar en su totalidad el genoma del bonobo, el último gran simio sin secuenciar, y ha señalado que se distingue de los chimpancés en un 0,4 por ciento y que, pese a ser muy parecidos genéticamente, mantienen un comportamiento "muy diferente".

  

 Según el estudio, en el que ha participado un investigador del Instituto de Biología Evolutiva, un centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad Pompeu Fabra, y que ha sido publicado en la revista 'Nature', los chimpancés y los bonobos están "más estrechamente relacionados" y su genoma coincide en un 99,6 por ciento, frente al 1,3% de genoma que separa a estos simios del ser humano. El trabajo destaca que la secuenciación del genoma del bonobo puede ayudar a entender el comportamiento de los humanos.

  

 Para el investigador Tomás Marqués-Bonet, se trata de un "importante hito científico" que puede proporcionar un mayor conocimiento de las relaciones entre dichas especies animales y de éstas con los seres humanos. "Una vez obtenida la secuencia del genoma del bonobo, se alcanza el objetivo propuesto de secuenciar el genoma de todos los otros grandes simios: chimpancé, orangután y gorila", ha precisado.

  

 Los bonobos son una especie de simios cercana al chimpancé y tienen comportamientos sociales muy diferentes, a pesar de que ambas especies se separaron hace apenas un millón de años.

  

 El científico comenta además que mientras el chimpancé tiene un comportamiento más agresivo con "episodios más frecuentes de guerras entre tribus" y un "fuerte componente territorial", el bonobo se caracteriza por su carácter pacífico y su alto nivel de actividad sexual. "En los bonobos, el sexo tiene una función de unión social, pacificadora y de reducción del nivel de estrés", añade.

  

 Además, apunta que el estudio de la relación genómica entre bonobos y chimpancés parece indicar que hubo un proceso de creación de especies limpio y sin cruces posteriores.

   

En cuanto a los territorios que ocupan ambas especies, se sitúan en África Central y están muy próximos, únicamente separados por el río Congo. Se cree que la formación de este río pudo ser la causa de la evolución del antepasado de los chimpancés y los bonobos en dos especies de simios distintas.

Los primos màs cercanos

   La investigación recuerda que los bonobos y los chimpancés son los parientes vivos más cercanos genéticamente a los seres humanos. De promedio, el genoma humano difiere en la misma proporción de los bonobos y de los chimpancés.

   

Concretamente, el estudio revela que en algunas regiones concretas, los seres humanos están más cerca de los bonobos que de los chimpancé y viceversa.

   

"Nuestro objetivo era buscar las bases genéticas que pudieran explicar las diferencias de comportamiento entre bonobos y chimpancés. Hemos localizado unos pocos genes candidatos, pero se necesitará seguir investigando para determinar si estas regiones contribuyen de algún modo a las diferencias y similitudes de comportamiento entre seres humanos, chimpancés y bonobos", concluye Marquès-Bonet.

   

Para la investigación, los investigadores han secuenciado el genoma de Ulindi, una hembra bonobo del zoológico de Leipzig (Alemania).

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Europa Press

La madre de todos los seres humanos vivió hace 200 000 años

Especial: Día de la Madre

El examen estadístico más completo de los datos genéticos de nuestra especie sitúa a la Eva mitocondrial – el ancestro materno común a todos los humanos actuales – hace 200.000 años.

Los resultados de la investigación, realizada en la Universidad de Rice y dirigida por Marek Kimmel, profesor de estadística, se ha publicado en la revista Theoretical Population Biology."Nuestros hallazgos subrayan la importancia de tener en cuenta la naturaleza aleatoria de ciertos procesos como el crecimiento de la población o la extinción”, explica Kimmel, que añade que hasta ahora los modelos usados para “encontrar” a la Eva mitocondrial obviaban este aspecto.

 

Rastrear los genomas mitocondriales es el modo que tienen los genetistas de simplificar la búsqueda de ancestros comunes, ya que mientras el genoma humano completo contiene más de 20.000 genes, la mitocondria (organela celular que funciona como central energética en la célula) sólo alberga 37 genes, y contiene una región que funciona como un “reloj molecular”.

Además, puesto que cada persona hereda el genoma mitocondrial de su madre, todos los linajes convergen en uno sólo, que sería el de nuestro ancestro común femenino, la llamada “Eva mitocondrial”.Además de ayudarnos situar nuestros orígenes, Kimmel recuerda que el estudio ayuda a conocer los patrones de la variabilidad genética de la población actual, lo cual tendrá interesantes aplicaciones médicas.

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Muy Interesante

¿El sexo reduce la biodiversidad?

El sexo es necesario para muchas cosas, entre ellas, generar variabilidad genética. La selección natural actúa sobre las variaciones del genoma y de esta manera se forman nuevas especies. “Lo más intuitivo sería pensar que, por tanto, el sexo acelera la evolución y que los ecosistemas resultantes tendrán una mayor biodiversidad”, explica Carlos J. Melián, investigador del Instituto Federal de Ciencia y Tecnología Acuática de Suiza. Sin embargo, de acuerdo con un estudio del que se hace eco la agencia SINC, las especies que surgen por este mecanismo dan lugar a poblaciones de menos individuos que las que se reproducen de manera asexual, y por ello se extinguen más rápidamente. El resultado de la investigación añade más leña al fuego en un debate que está vigente desde hace más de un siglo: cuál es el papel del sexo en la evolución. Según explica Melián, el sexo crea nuevas combinaciones de genes, elimina mutaciones deletéreas y permite adaptarse a cambios en el ambiente. Razones suficientes por las que debería acelerar la aparición de nuevas especies. Sin embargo, la paradoja es que la reproducción sexual incrementa la variación genética pero reduce la diversidad de las especies. “A mayor variabilidad genética, más rápidamente se generan nuevas especies, pero cada una de ellas tiene un bajo número de individuos, lo que implica que tengan una probabilidad mayor de extinguirse debido a las fluctuaciones ambientales u otro tipo de cambios que continuamente alteran la dinámica de los ecosistemas” aclara Melián en la revista PLoS Computational Biology. Además, el hecho de encontrar pareja y la exposición a enfermedades de transmisión sexual son también mecanismos por los que la reproducción sexual puede ralentizar la evolución de las especies. Fuente: Muy Interesante

Compañía biotecnológica estadounidense crea un lector de genoma

Se prevé que una compañía biotecnológica estadounidense dé a conocer la creación de una máquina capaz de leer el genoma completo de una persona más rápidamente y de forma más barata que los métodos existentes.

La compañía, Ion Torrent, con sede en Connecticut, dice que la máquina puede trazar el mapa de un genoma completo en un solo día, por la módica suma de mil dólares.

Los corresponsales afirman que las perspectivas de un uso mayor de esta tecnología -establecer el mapa genético de recién nacidos, por ejemplo- plantea problemas éticos respecto a la utilización de la información.

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BBC Ciencia

Desvelados los secretos genéticos de la araña roja

El ácaro es capaz de alimentarse de hasta 1.100 plantas distintas y desarrolla eficaz resistencia a los pesticidas y toxinas.

La araña roja, un ácaro capaz de alimentarse de hasta 1.100 plantas distintas, incluidas especies intensivamente utilizadas en la agricultura como tomate, maíz, soja, pepino, pimiento, fresa, manzano o peral, es una de las plagas más extendidas en el mundo, desarrollando, además, una rápida y eficaz resistencia frente a los pesticidas. Un equipo científico internacional, con participación de investigadores españoles, ha secuenciado ahora su genoma y ha empezado a desvelar los secretos a escala molecular de las sorprendentes características de la especie.

La Tetranychus urticae, o arañá roja, tiene 18.414 genes, 15.397 de los cuales se expresan -o activan- para producir proteínas. En total el genoma está formado por 90 millones de pares de letras químicas del ADN (las llamadas bases), siendo el más pequeño que se ha secuenciado hasta ahora de un artrópodo. En comparación, la mosca del vinagre tiene 120 millones de pares de bases.

Con apenas un milímetro de longitud, este ácaro no sólo es una de las plagas agrícolas más importantes, sino que se estima "que va a ser aún más preocupante en el futuro por el cambio climático, ya que la araña roja se multiplica extremadamente rápido a temperaturas altas (32 grados centígrados o más)", explica uno de los investigadores del equipo, Richard M.Clark (Universidad de Utah, EE UU). Además, recuerda que este ácaro "desarrolla resistencia rápidamente a múltiples tipos de pesticidas, a menudo en el plazo de sólo un par de años desde que se empieza a utilizar uno nuevo".

Los investigadores han identificado en el genoma de la araña roja hasta 39 genes de una familia de genes relacionados con la resistencia a compuestos, frente a los nueve a 14 identificados en insectos. Además, el ácaro tiene algunos genes similares a otros de bacterias y hongos. "De alguna manera los capturó de otros organismos en el entorno y ahora los utiliza para su propio crecimiento y persistencia", dice Clark.

"Los resultados de este estudio abren nuevas posibilidades para el desarrollo de una agricultura sostenible, ya que pueden llevar al diseño de estrategias de control de plaga que eviten el uso masivo de pesticidas convencionales", afirma Félix Ortego, científico del Centro de Investigaciones Biológicas (CSIC), miembro del equipo internacional que ha secuenciado el genoma. "Estas estrategias podrían ser de naturaleza muy diversa y podrían incluir desde la mejora genética para obtener plantas resistentes a la araña roja, hasta aproximaciones biotecnológicas que contribuyan a desarrollar alimentos completamente libres de plaguicidas", añade el investigador en un comunicado del CSIC.

Otra característica interesante de la Tetranychus urticae desvelada en su genoma es la identificación de 17 genes implicados en la producción de tela de araña, que esta especie utiliza como protección frente a los predadores y ante las condiciones meteorológicas adversas. Sus telas son diferentes de las de las arañas, con fibras más finas pero igualmente resistentes.

Han participado en la secuenciación de este genoma y su análisis 55 científicos de América y Europa bajo la dirección de Yves Van de Peer, de la Universidad Ghent (Bélgica).

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El País

Un dispositivo para vivir hasta los 150 años

Genómica personalizada

• Hay 2.200 genes (de 20.000) que son predecibles y accionables, o sea, que los doctores tienen idea de qué pasará si uno no los tiene.
• A las mujeres que tienen una mutación en los genes BRCA asociados con el cáncer de mama, por ejemplo, se les suele aconsejar que se saquen los senos y el ovario para evitar el riesgo de cáncer.
• Pero quienes tienen la variación de gen asociada con el mal de Alzheimer no pueden hacer mucho más que preocuparse.
• Secuenciar el genoma entero -encontrar el patrón de ADN de cada gen en cada célula- cuesta ahora casi lo mismo que determinar si alguien tiene un gen particular. Eso implica que si se va a secuenciar uno de los 2.200 genes de los que se sabe algo, probablemente vale la pena secuenciar el genoma entero.
• Durante el brote de E. coli en Alemania este año, le tomó menos de dos días a los investigadores secuenciar el genoma entero de una sepa hasta entonces desconocida.

El cerebro de Church funciona como el de pocos.

Uno se pregunta qué tiene en su ADN el profesor de génetica de la Universidad de Harvard George Church.

Si es cierto que los genes cuentan la historia de la vida de las personas, entonces deben tener alguna alteración en su secuencia de A, C, G y T pues su cerebro funcionan como el de casi nadie más.

Hace unos 30 años, Church era uno del puñado de personas que fantaseaban con secuenciar el genoma humano: todas las letras del código que nos distingue tanto de las moscas, como de nuestros padres.

Su laboratorio fue el primero en inventar una máquina para descifrar el código, y Church ha seguido mejorándola desde entonces.

Una vez se secuenció el primer genoma, impulsó la idea de que no era suficiente tener una sola secuencia; que necesitábamos tener las de todo el mundo. Cuando le recordaron que había costado casi US$3.000 millones secuenciar el primero, construyó otra máquina.

Ahora, el costo se ha reducido a menos de US$5.000 por genoma, y Church asegura que pronto bajará 10 o 20 veces más, hasta que cueste más o menos lo mismo que hacerse un examen de sangre.

Genes: leer, escribir, editar

Si nos secuenciaran a todos nuestros genomas, el mundo empezaría una nueva etapa, asegura Church.

Para Church, llegar a que sea rutinario secuenciar el genoma marcaría el inicio de una nueva era tan transformativa y llena de posibilidades como la edad de internet.

Y no son sólo las compañías de seguros las que quieren tener los genomas enteros de todos sus clientes en sus archivos.

Para Church, ese será apenas el principio del proyecto, más que la culminación de tres décadas de trabajo.

El científico apunta una meta más alta: como leer el código del ADN ya es casi sencillo, él quiere escribirlo y editarlo.

Vivir hasta los 150

Church contempla un día en el que un implante en el cuerpo será capaz de identificar las primeras mutaciones de un tumor potencial, o los genes de una bacteria invasora.

Será posible tomarse un antibiótico que ataque al invasor o una pastilla contra el cáncer cuyo blanco sean solamente esas pocas células renegadas.

Otro dispositivo revisaría el medio ambiente que rodea a las personas y les avisaría si están entrando a un lugar que pone en riesgo su salud.

Una amplia gama de desórdenes genéticos podrán ser identificados al nacer, incluso en el momento de la concepción, y diminutos virus preprogramados serán introducidos al cuerpo para que penetren las células indicadas y corrijan el problema. Modificar el cuerpo adulto ante las primeras señales de enfermedad sería igual de fácil, predice.

No hay razón, según Church, para que la gente no pueda llegar a vivir hasta los 120 años de edad, y luego hasta los 150.

"Solía prevalecer la actitud de: 'éste es su destino genético, acéptelo', pero ahora la actitud es: la genética realmente se trata de los cambios que se pueden hacer en el entorno para cambiar su destino".

Ciencia democrática

Con su 1,93m de altura y su desordenada barba rojiza, es difícil que George Church pase desapercibido. El científico de 57 años de edad es tan imponente como sencillo. Y tiene cierta torpeza y candidez que lo hace simpático.

Su instinto democrático se evidencia en su ciencia. Church asesora a 20 de las alrededor de 30 firmas de genómica avanzada estadounidenses, pero su alma claramente está en la academia, trabajando con ciencia básica que ayuda a todo el mundo.

Lo que Church quiere es que se publiquen muchos genomas en la red, para que los científicos puedan investigar.

Mientras presiona para que se hagan más inventarios de genómas completos, también insiste en que esos genomas deben estar en el dominio público, para que los investigadores puedan aprender sobre las condiciones médicas por comparación. Él mismo ya ha subido 11 a internet, incluyendo el suyo propio, y pretende hacer lo mismo con otros 100.000 más.

Una vez miles de personas de diversos orígenes publiquen sus genomas y su estado de salud, los investigadores podrán profundizar sus conocimientos sobre una amplia gama de enfermedades y desórdenes, desde esquizofrenia hasta cardiopatía, de diabetes a discapacidades de aprendizaje, en busca de patrones.

"Si el precio es más bajo, muchos retoños florecen", dice.

Church no quiere hacer ese tipo de descubrimientos. El ritmo de ese tipo de ciencia es demasiado lento para él, y no está dirigido por la tecnología.

"Evolución en esteroides"

Hay una habitación con el clima controlado en medio del amplio laboratorio de Church, donde una pequeña bandeja se mueve para adelante y para atrás, agitando muestras de ADN de E.coli.

En un proceso de cuatro horas de producción, los investigadores pueden apagar o prender un sólo par de bases de ese ADN, o regiones enteras de genes para ver qué pasa. La meta es encontrar la manera de mejorar la producción de químicos industriales o medicamentos, o poner a prueba la resistencia viral.

La MAGE es descrita como "un acelerador de la evolución".

"Uno podría concebirlo como una especie de evolución en asteroides: es hacer que vaya a velocidades altas", explica Church.

El aparato es una segunda generación de la máquina de ingeniería automatizada genómica multiplex, o MAGE. La primera, que está en la oficina de Church, fue una tesis de un doctorado. Y al lado de la nueva MAGE hay otro proyecto de tesis. Conocido como el Polonator, es un secuenciador de genoma de fuente abierta que puede leer y escribir mil millones de pares de bases a la vez.

Esas dos máquinas ponen al laboratorio de Church en la vanguardia de la biología sintética, un nuevo campo que busca hacer cosas que la Madre Naturaleza nunca pensó hacer, como combustibles altamente eficientes no contaminantes y virus que puedan llevar medicina contra el cáncer directamente a un tumor.

Con estas máquinas, Church está haciéndole a la biología sintética lo que ya le hizo a la genómica personalizada: tornándola más barata, veloz y al alcance de todos.

Cuestiones éticas

El Polonator puede leer y escribir mil millones de pares de bases a la vez.

"Está empezando a llevar a la biología sintética a una mayor escala", señala James J. Collins, un profesor de la Universidad de Boston y colega de Church en el Instituto Wyss para la ingeniería inspirada en la biología de Harvard.

Collins reconoce que hay gente que alberga ciertas preocupaciones éticas frente a la idea de que los científicos escriban códigos genéticos. Sin embargo, dice, la realidad de la biología sintética no es tan aterradora como la pintan. Nadie está creando criaturas apocalípticas ni humanoides. A duras penas son capaces de crear una célula nueva, asegura.

"Creo que nosotros, como comunidad, tenemos una necesidad, un papel y la responsabilidad de educar al público así como de tomar medidas de precaución para asegurarnos de que no estamos introduciendo algo problemático", dice Collins, quien crea sus células con interruptores automáticos de manera que se autodestruyan antes de reproducirse o mutar.

Par de bases

En genética un par de bases consiste en dos nucleótidos opuestos y complementarios en las cadenas de ADN y ARN que están conectadas por puentes de hidrógeno.

Wikipedia

George Annas, el director del departamento de leyes de la salud, bioética y derechos humanos de la Universidad de Boston, concuerda con que es demasiado pronto para preocuparse por la ética de la biología sintética.

"En este punto, no sabemos cómo se desarrollará o siquiera si lo hará".

Sobre los posibles temores ante nuevas formas de vida, Annas dice que no piensa "que estemos aún en el reino de la ciencia ficción".

De la retórica a la realidad

El optimismo de Church respecto a la posibilidad de leer y escribir el ADN es contagioso, pero no irresistible.

"Uno necesita tener la imaginación de George y su visión para poder siquiera progresar. Pero es u

na bobada pensar que va a progresar tanto como lo que él se imagina", apunta Annas.

"Si uno no intenta hacer lo imposible, nunca logra realizar lo que es casi imposible"

Chad Nussbaum

El sistema médico es

tadounidense ya está quebrado, señala. Añadir tratamientos más personalizados sólo puede encarecer el servicio. Y aunque la medicina pueda añadir años a la vida de alguien, la calidad de esos años probablemente no será buena, advierte Annas.

Chad Nussbaum está de acuerdo.

"Hay un chance estadístico de que a uno lo atropelle un camión, lo que hace difícil que uno viva hasta los 150 años, no importa cuán saludable esté", dice Nussbaum, codirector del programa de secuenciamiento y análisis del genoma del Instituto Broad de Harvard y MIT, un instituto de investigación genética en el que Church es un miembro asociado.

El envejecimiento extremo no es sólo genética, dice Nussbaum. Es ingeniería básica: las partes sencillamente se desgastan con el tiempo. "Es maravillosamente ingenuo pensar que todo lo que tenemos que hacer es aprender todo sobre genética y podremos vivir hasta los 150".

No obstante, Nussbaum dice admirar la visión de Church y su "genialidad".

"Es una gran cosa pensar en grande e intentar hacer cosas locas", dice Nussbaum. "Si uno no intenta hacer lo imposible, nunca logra realizar lo que es casi imposible".

Fuente:

BBC Ciencia

Diseñan un cromosoma: La primera levadura con ADN fabricado en laboratorio

La levadura 'S. cerevisae' con las paredes celulares teñidas. | EL MUNDO

Cuando Craig Venter, el padre del genoma humano, anunció en mayo de 2010 la creación del primer organismo sintético, cuyo genoma había sido creado a partir de cuatro botes de productos químicos, el propio científico ya advertía que sería una "potentísima herramienta para decidir qué queremos hacer en el campo de la Biología". En aquella ocasión él y su equipo habían logrado fabricar en el laboratorio el ADN completo de la bacteria 'Mycoplasma mycoides' e introducirlo en otra célula recipiente de otra especie llamada 'Mycoplasma capricolum'.

Ahora, un año y medio después, comienzan a vislumbrarse las primeras aplicaciones de la técnica inventada por Venter. Un equipo de investigadores de la Escuela de Medicina de la Universidad Johns Hopkins ha diseñado desde cero por primera vez un brazo de uno de los 16 cromosomas de la levadura 'Saccharomyces cerevisae' y lo ha incorporado con éxito en un organismo vivo. De esta forma, los científicos han desarrollado una herramienta que les permitirá reorganizar el material genético de la levadura y diseñar en el futuro organismos con las necesidades genéticas de los científicos.

De forma resumida se puede decir que Craig Venter inventó la técnica para crear organismos sintéticos y el equipo de la Johns Hopkins, dirigido por Jed Boeke y cuya investigación acaba de ser publicada en la revista 'Nature', ha desarrollado la primera forma de utilizarla en un laboratorio. Pero la importancia del trabajo no queda sólo ahí. El salto entre un organismo procariota, la bacteria 'fabricada' por Venter, y otro eucariota, la levadura es enorme. El primero sólo tiene un cromosoma circular que está desnudo, desprovisto de núcleo celular. En cambio, la levadura posee 16 cromosomas encerrados en un núcleo eucariótico, como el de las células humanas.

Diseño de genomas para fabricar vacunas

"Hemos creado una herramienta de investigación que, no sólo nos permite conocer más sobre la biología de la levadura, sino que también ofrece la posibilidad de que algún día el diseño de genomas para fines específicos, como la fabricación de nuevas vacunas o medicamentos", explica Jef Boeke, director del Centro de Análisis Biológico de la Universidad Johns Hopkins.

La levadura es el chico para todo en la investigación biotecnológica moderna. Es, probablemente, el organismo con un núcleo más estudiado del planeta. "Ya se usa para todo, desde la medicina a los biocombustibles", dice Boeke. Por ese motivo se convirtió en el objetivo de su equipo.

En la propia investigación el equipo de Boeke explica que el objetivo era diseñar un organismo de máxima utilidad para los investigadores. Por ello, escriben, se definen tres reglas básicas: el producto no puede poner en peligro la supervivencia de la levadura; debe ser lo más eficaz posible y tiene que contener flexibilidad genética y facilidad para el cambio.

Simular la evolución

Precisamente pensando en esta tercera regla, los investigadores diseñaron e introdujeron un sistema para inducir la evolución llamado SCRaMbLE (revuelto o barullo, en inglés, y acrónico de Evolución Mediada por la Modificación y Reordenación del Cromosoma Sintético). Y esa es la gran diferencia que separa el cromosoma diseñado por los científicos del cromosoma 9 natural.

"Hemos desarrollado el SCRaMbLE para poder apretar el gatillo de la mutación", explica Jef Boeke. "Hacemos que el cromosoma sintético se reorganice a sí mismo e introduzca cambios similares a los que podrían suceder durante la evolución, pero sin tener que esperar mucho tiempo".

¿Para qué puede ser útil un sistema como éste? "Para cambiar varias cosas a la vez", dice Boeke, "lo que supone un anatema para los científicos experimentales que tradicionalmente cambian sólo una variable cada la vez. La Naturaleza nunca está tan bien controlada", dice.

Tomado de:

El Mundo Ciencia

La nueva cepa de 'E. coli' es resistente a ocho tipos de antibióticos

La nueva cepa de la bacteria 'E. coli' aparecida en Alemania es resistente a ocho tipos distintos de antibiótico, según ha informado un equipo de investigadores chinos, que ya han logrado secuenciar el genoma del organismo.

Los investigadores del Instituto de Genómica de Pekín han descartado antibióticos como la penicilina, las sulfamidas, la cefalotina o la estreptomicina como posible solución a la enfermedad debido a los genes que la hacen resistente.

Por esta razón, los tratamientos no han sido eficaces, ha explicado el instituto en una publicación en su página web, pero esta nueva investigación servirá para ayudar a los médicos a elegir los medicamentos más adecuados, ha informado la agencia de noticias china Xinhua.

El instituto trabaja ya en un kit de diagnóstico que sirva para detectar la variante de la bacteria y evite así un mayor contagio de la enfermedad.

Fuente:

Las Provincias (España)


Lea en los archivos de "Conocer Ciencia":

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Infección en Alemania: 'E. coli', la bacteria de las hamburguesas

Grave problema de Salud Pública: Antibióticos y resistencia a los antibióticos

La descripción del epigenoma humano ayudará a entender la base del cáncer, la obesidad o la diabetes

La descripción del epigenoma humano ayudará a entender la base de enfermedades como el cáncer, la obesidad o la diabetes, según han destacado los investigadores reunidos en la sesión científica 'Epigenética', organizada por la Fundación de Ciencias de la Salud y la Real Academia de Ciencias, en colaboración con GlaxoSmithKline (GSK).

La epigenética es una rama de la biología que pretende explicar por qué los organismos vivos expresan unos genes y silencian otros para conformar así sus características físicas particulares y la susceptibilidad de desarrollar determinadas enfermedades.

En los últimos años, se han desarrollado tecnologías que permiten prever el comportamiento de los genes, y la industria farmacéutica ha mostrado un enorme interés en el desarrollo de fármacos que controlen dichos cambios epigenéticos. Los ensayos clínicos en marcha se centran fundamentalmente en el cáncer, pues está comprobado que factores epigenéticos juegan un papel clave en el desarrollo de los tumores.

En este sentido, el investigador del Centro Nacional de Biotecnología (CNB/CSIC) y del Instituto Universitario de Oncología del Principado de Asturias (IUOPA), Mario F. Fraga, ha pronunciado la conferencia 'Epigenética, desarrollo y cáncer'. La regulación de la cromatina en general y de la función génica en particular está mediada por mecanismos epigenéticos.

Los más estudiados son la metilación del DNA genómico, las modificaciones postraduccionales de las histonas y los micro RNAs. El funcionamiento coordinado de estos procesos es fundamental para el control del crecimiento, proliferación y diferenciación celular.

"Un claro ejemplo es la diferenciación hematopoyética, que implica la demetilación de grupos de genes específicos de cada linaje hematopoyético. Cuando se producen alteraciones en los procesos epigenéticos que controlan el funcionamiento de una célula sana, pueden producirse enfermedades como el cáncer", explica Fraga.

Por su parte, la investigadora de la Unidad de Metabolómica de CICbioGUNE, María L. Martínez Chantar, ha descrito el papel de la S-adenosilmetionina (SAMe) en las modificaciones epigenéticas implicadas en el carcinoma hepatocelular.

"El hígado controla la homeostasis del metabolito en tanto en cuanto es el órgano donde se produce la síntesis y la degradación de la SAMe. Nuestros resultados ponen de manifiesto que los niveles de SAMe requieren una regulación muy fina, porque un exceso o un defecto de esta molécula provoca un desorden metabólico que conlleva a una proliferación comprometida del hepatocito y el desarrollo de la enfermedad hepática", asegura Martínez Chantar.

Por último, la profesora del Centro de Investigaciones Medicinales de GSK en Stevenage (Reino Unido), Chun-wa Chung, ha analizado el papel de los bromodominios como nuevo tipo de diana epigenética para el descubrimiento de pequeñas moléculas. Así, la experta ha descrito el descubrimiento y caracterización molecular de potentes inhibidores de pequeñas moléculas que interrumpen la función de la familia BET de bromodominios (Brd2, 3, 4).

Combinando el cribado fenotípico, la proteómica química y los estudios biofísicos y estructurales, "hemos visto que las interacciones proteína-proteína entre estos bromodominios y la cromatina pueden ser antagonizadas efectivamente por medio de pequeñas moléculas selectivas", detalla Chung.

Fuente:

Europa Press

Un mapa de los genes que regulan la formación de los órganos

Siguiendo con el descubrimientos de las funciones del mal llamado ADN basura, ahora toca el turno de un mapa de zonas del genoma en la que no hay genes pero que resultan fundamentales para poder regular la formación de tejidos y órganos.

Ya sabemos que apenas el 5% del ADN son genes y que el resto es fundamental para determinar qué genes se convierten en proteínas en cada momento concreto. Algo esencial para que, con la misma información genética, se forme un hígado o un riñón. El problema, explica José Luis Gómez Skarmeta, desde el Centro Andaluz de Biología del Desarrollo de Sevilla, “es que estas regiones reguladoras son difíciles de identificar ya que se desconoce su lenguaje en el código de ADN”.

Es su último trabajo, el grupo de Gómez Skarmeta ha conseguido hacer un mapa de las diferentes regiones del genoma que regulan un grupo de genes fundamentales para la formación de multitud de tejidos y órganos (desde los ojos hasta las extremidades). Pero no sólo han identificado estas regiones, sino que han descubierto que llegan a interaccionar físicamente con los propios genes.

Y es que, aunque los genes puedan encontrase alejados unos de otros, el ADN se dobla y adopta una forma que hace que se lleguen a juntar consiguiendo así que las enzimas encargadas de que a partir de cada uno de los genes se fabrique una proteína determinada puedan actuar sobre todo un grupo de genes al mismo tiempo. Los genes que se encuentran más alejados (“un tercer gen” en la figura de abajo) darán lugar de este modo a una menor cantidad de proteínas. Un mecanismo bastante sencillo para conseguir que la cantidad de proteínas sea diferente en unos tejidos o en otros.

Aunque todavía no se sabe muy bien cómo se dobla el ADN, en este trabajo han demostrado que existe una proteína que favorece el plegamiento, formando el ADN una estructura tridimensional que han visto en una enorme cantidad de seres vivos (el punto verde de la figura de abajo).

Referencia:
Tena, J., Alonso, M., de la Calle-Mustienes, E., Splinter, E., de Laat, W., Manzanares, M., & Gómez-Skarmeta, J. (2011). An evolutionarily conserved three-dimensional structure in the vertebrate Irx clusters facilitates enhancer sharing and coregulation Nature Communications, 2 DOI: 10.1038/ncomms1301

Fuente:

¡Cuánta Ciencia!

Genoma Humano, una década después

Nature ha analizado la revolución que ha supuesto el estudio del genoma humano, donde describe la evolución de la investigación en este campo en la última década.

En el año 2000 se conocían menos de cien genes implicados en patologías, actualmente la lista se ha ampliado a más de 2800 genes responsables de patologías, lo que ayuda al diagnóstico precoz de estas enfermedades. Entre la información que ha podido descifrarse del proyecto "genoma humano" cabría destacar que, aunque se calculaba un cifra alrededor de los 100000, el número de genes que contiene nustro ADN es de 21000.

Además, el descubrimiento de los microRNAs, que son pequeños fragmentos genéticos con un papel clave en el desarrollo de algunos tumores y otras enfermedades, así como el estudio de los polimorfismos de un único nucleótido (SNP, Single Nucleotide Polymorphism), han sido fundamentales para avanzar en el conocimiento de múltiples fenómenos de origen genético.

En la actualidad, diversos proyectos tienen como objetivo el catalogar todas las secuencias génicas analizadas, teniendo en cuenta el tipo celular, las interacciones génicas, mutaciones... entre ellos, cabría destacar The Encyclopedia of DNA Elements (ENCODE).

Si quieres ampliar esta noticia, puedes dirigirte a Nature o elmundo.es

Tomado de:

Últimas Noticias

Secuenciado el genoma de la pulga de agua, el organismo con más genes

La secuencia del genoma de la Daphnia Pulex, conocido vulgarmente como "pulga de agua" por su modo de saltar, reveló que este minúsculo crustáceo de agua dulce es el animal con mayor cantidad de genes, aún más que los humanos, muchos de ellos desconocidos hasta ahora.

La Daphnia Pulex tiene 31.000 genes contra los 23.000 que tiene el ser humano, precisan los autores de esta investigación publicada en la revista estadounidense Science con fecha 4 de febrero.

"Más de un tercio de los genes de la Daphnia Pulex no han sido vistos hasta ahora en ningún otro organismo; en otras palabras, son totalmente desconocidos por la ciencia", señala Don Gilbert, biólogo de la Universidad de Indiana (norte de EEUU) y coautor del trabajo.

"El elevado número de genes de este crustáceo se explica sobre todo por el hecho de que sus genes crean mayor número de copias que las demás especies animales", explica John Colbourne, director del centro de genómica y bioinformática (CGB) de la Universidad de Indiana y encargado del proyecto.

"Pensamos que el ritmo de reproducción de copias de genes es tres veces mayor en la Daphnia Pulex que en otros invertebrados, y 30% superior que en los seres humanos", agregó.

Este diminuto crustáceo, presente en lagos y estanques, es utilizado como un centinela para vigilar la integridad de los ecosistemas acuáticos.

Hoy en día, la "pulga de agua" se ha convertido en un modelo para la genómica medioambiental, que es un nuevo campo de investigación científica que busca comprender las interacciones entre los genes y el medio ambiente, precisan los autores del estudio.

Fuente:

Yahoo Noticias

Reconstruyendo la evolución del ADN en los últimos 3.000 millones de años

Estudiar los primeros 3.500 millones de años de evolución en la Tierra reviste una dificultad importante: los organismos anteriores al período cámbrico (hace unos 540 m.a.), generalmente poseyeron cuerpos blandos, que raramente fosilizan.

Un equipo científico del MIT ha rastreado miles de genes a partir de 100 genomas modernos, extrapolando mediante un modelo matermátio hasta la primera aparición reconocible de estos genes en la historia de la vida. El estudio sugiere que el genoma colectivo de todas las formas vivas sufrió una expansión hace entre 3.300 y 2,800 millones de años. Los investigadores han deniminado a ese período “Expansión Arcaica”.

Visto en: Noticias de la Ciencia y de la Tecnología

Más información: Scitech News

Tomado de:

La Ciencia y sus Demonios

El primo que nunca bajó de los árboles

Hace póco, Conocer Ciencia informó sobre el genoma del orangután. Conzcamos más a estas fascinantes criaturas.



Los malayos que acuñaron la palabra orangután sabían lo que hacían. El vocablo significa hombre del bosque y ahora su genoma casi completo, desvelado hoy, confirma una gran cercanía entre ambas especies.

El humano moderno y su primo más lejano en el selecto club de los homínidos vivos comparten el 97% de su genoma, según la nueva secuencia completa del orangután, en la que se ha analizado a 11 especímenes de las islas de Sumatra y Borneo, los dos únicos reductos en los que aún viven estos simios que antaño se extendían por amplias zonas de Asia.

Los autores que han descifrado su código genético esperan que el trabajo sirva para desvelar qué nos hace humanos, pero también para diseñar planes de protección que no conviertan al orangután en una especie con genoma, pero sin vida. "Es difícil saber si este estudio salvará a los orangutanes que quedan, porque no depende tanto de la ciencia como de decisiones políticas y económicas", explica a Público Arcadi Navarro, investigador del Instituto de Biología Evolutiva (UPF-CSIC) y coautor del trabajo, que publica hoy Nature. Al contrario que los chimpancés o los humanos, el orangután sigue pasando la vida colgado de los árboles, de los que depende para sobrevivir. Su hábitat se ha reducido en ocasiones hasta un 70% debido a la tala de árboles para establecer cultivos. En Sumatra quedan unos 7.000 ejemplares, y en Borneo, unos 40.000. Ambas poblaciones están en peligro de extinción.

Evolución lenta
El nuevo genoma, que ha necesitado el trabajo de 101 científicos durante tres años, aporta un 98,5% del genoma de la especie y ha costado unos 20 millones de dólares (15 millones de euros), explica Devin Locke, investigador de la Universidad de Washington (EEUU) y uno de los coordinadores de este proyecto europeo y estadounidense.

Aunque el perfil genético es aún una maraña de datos casi incomprensible, ya se han detectado diferencias entre orangutanes y humanos. El ADN confirma que estos parientes pelirrojos y de largos brazos se separaron del linaje de chimpancés y humanos hace unos 14 millones de años, según Tomás Marquès-Bonet, genetista del Instituto de Biología Evolutiva de Barcelona (IBE) y coautor del trabajo.

La primera diferencia patente entre orangutanes, chimpancés y humanos, es que el genoma de los primeros es mucho más estable que el de los restantes. Esa diferencia puede ser hasta diez veces mayor en chimpancés y humanos que en orangutanes, apuntaMarquès-Bonet.

Al contrario que chimpancés y humanos, los orangutanes no bajaron de los árboles y se quedaron para siempre en Asia. Tal vez por eso son una especie única dentro de la familia homínida. Entre sus peculiaridades, explica Eudald Carbonell, codirector de Atapuerca, está que las hembras pasan cuidando a sus crías ocho años en exclusiva, sin tener más hijos, mientras los machos se desentienden de sus crías . Esto ralentiza el ritmo reproductivo, cambia la manera de socializar y podría explicar su "parsimonia evolutiva", como lo define el experto, que no ha participado en el estudio.

Lo que queda claro es que el nuevo genoma es un pozo lleno de preguntas, no de respuestas. "Con este trabajo hemos preparado una cartografía del orangután, un mapa para que otros puedan colonizar el territorio", apunta Navarro.

La tarea no será fácil. "Queda saber la lista de genes asociados al proceso cognitivo", opina Josep Call, un investigador español que estudia grandes simios en el Insituto Max Planck de Alemania y que no ha participado en el estudio. "Estamos lejos de establecer una conexión entre genoma y comportamiento", añade.

Una de las cosas que podrán desvelarse es si los cambios detectados entre chimpancés y humanos pertenecen a una u otra especie, o ya estaban presentes en sus ancestros comunes con los orangutanes. "Es la primera vez que podremos saber qué ha pasado en cada linaje", opina Marquès-Bonet. "Ahora empieza lo divertido; buscar lo que hasta ahora ha explicado nuestra humanidad", concluye el experto.

Fuente:

Publico España

Genoma del orangután coincide en un 97% con el del ser humano

Sin embargo, “no somos tan parecidos a ese homínido, ni al resto de ellos como se pensaba hace unos años”, dijo científico.

Un consorcio internacional de investigación ha secuenciado el genoma del orangután, el homínido más distante del ser humano, aunque con unas coincidencias genéticas que alcanzan el 97%, según publica esta semana la revista Nature en portada.

Científicos del Instituto de Biología Evolutiva de Barcelona (UPF-CSIC) y del Instituto de Oncología de la Universidad de Oviedo han colaborado en este trabajo, dirigido por el investigador Devin Locke, de la Washington University in St. Louis, que es fruto de la colaboración de más de treinta laboratorios de siete países.

Los investigadores han identificado los más de tres millones de pares de bases que constituyen el genoma del orangután, un animal con el que el hombre compartió un antepasado común hace más de doce millones de años.

Pese a las grandes coincidencias genéticas del ser humano con el orangután, “los humanos no somos tan parecidos a ese homínido, ni al resto de ellos como se pensaba hace unos años”, ha explicado a Efe Arcadi Navarro, coordinador del trabajo aportado al estudio por los investigadores de la Universidad Pompeu Fabra de Barcelona, donde es catedrático de genética.

Grandes diferencias

El científico, que es además de profesor del Instituto de Biología Evolutiva (UPF-CSIC), ha añadido que “gracias a las técnicas modernas se han detectado diferencias muy importantes en ciertos fragmentos del genoma de unos y otros, y eso nos hace muy distintos”.

Únicamente ese 3% de diferencias en las zonas comunes del genoma representan alrededor de 90 millones de variantes no comunes, a lo que se sumaría otro 15% de rasgos totalmente distintos como consecuencia de los fragmentos genómicos no coincidentes entre ambos grupos.

“Solo en esos fragmentos del genoma no compartidos -señala el investigador- podría haber hasta decenas de genes que nosotros tenemos pero los orangutanes no, y viceversa”.

Lea el artìculo completo en:

El Comercio Perú

Descifrados fósiles genómicos de 3.000 millones de años

Hace unos 580 millones de años, la vida en la Tierra comenzó un período de rápido cambio llamado la explosión del Cámbrico, un periodo definido por el nacimiento de nuevas formas de vida durante millones de años que a la larga contribuyó a la diversidad de los animales modernos.

Los fósiles ayudan a los paleontólogos a llevar a cabo su crónica de la evolución de la vida desde entonces, pero un dibujo de la vida durante los 3.000 millones de años que precedieron al Período Cámbrico es un reto, porque las células del Precámbrico correpondían a cuerpos blando de los que rara vez han quedado huellas fósiles. Sin embargo, aquellas formas de vida temprana legaron abundantes rastros de fósile microscópicos: el ADN.

Debido a que todos los organismos vivos heredan sus genomas de los genomas ancestrales, biólogos en el MIT (Instituto de Tecnología de Massachusstes) creyeron que podrían utilizar los genomas de hoy en día para reconstruir la evolución de los microbios antiguos.

Un difícil rastreo

Combinaron la información de la cada vez mayor biblioteca del genoma con su propio modelo matemático que toma en cuenta la forma en que evolucionan los genes: las nuevas familias de genes puede nacer o ser heredados, pueden ser cambiados o transferidos horizontalmente entre los organismos, se pueden duplicar en el mismo genoma, y se pueden perder.

Los científicos rastrearon miles de genes a partir de 100 genomas modernos y su apariencia al manifestarse por primera vez en la Tierra para crear un fósil genómico que nos dice no sólo cuando los genes se introdujeron, sino también que microbios antiguos poseía esos genes.

El trabajo sugiere que el genoma colectivo de toda la vida fue sometido a una expansión hace entre 3.300 y 2.800 millones de años, durante los cuales el 27 por ciento de todas las familias de genes existentes en la actualidad llegó a existir.

Nuevo período

Eric Alm, profesor en el Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental y el Departamento de Ingeniería Biológica, y David Lawrence, quien recientemente recibió su doctorado del MIT y ahora es un Junior Fellow en la Harvard Society of Fellows, han nombrado a este período la expansión Arcaica.

Debido a que hay muchos de los nuevos genes identificados que se relacionan con el oxígeno, Alm y David pensaron que la aparición de oxígeno podría ser responsable de la expansión Arcaica.

El oxígeno no existía en la atmósfera de la Tierra hasta hace unos 2.500 millones de años cuando comenzó a acumularse, probablemente matando a un gran número de formas de vida anaeróbica, en el Gran Evento de Oxidación.

"El Gran Evento de Oxidación fue probablemente el evento más catastrófico en la historia de la vida celular, pero no tenemos ningún registro biológico del mismo", dice Alm.

Una inspección más cercana, sin embargo, mostró que los genes que utilizaron el oxígeno no aparecieron hasta el final de la expansión Arcaica hace 2.800 millones de años, que es más consistente con la fecha geoquímica para asignar al Gran Evento de Oxidación.

En cambio, Alm y David creen que han detectado el nacimiento del transporte de electrones moderno: el proceso bioquímico responsable del transporte de los electrones dentro de las membranas celulares.

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El Economista