{"id":491368,"date":"2023-09-21T16:37:01","date_gmt":"2023-09-21T19:37:01","guid":{"rendered":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=491368"},"modified":"2023-09-21T16:41:27","modified_gmt":"2023-09-21T19:41:27","slug":"el-proyecto-zoonomia-compara-genomas-en-busca-de-respuestas-sobre-la-evolucion-y-la-salud","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/el-proyecto-zoonomia-compara-genomas-en-busca-de-respuestas-sobre-la-evolucion-y-la-salud\/","title":{"rendered":"El proyecto Zoonomia compara genomas en busca de respuestas sobre la evoluci\u00f3n y la salud"},"content":{"rendered":"

El cotejo del genoma humano con el de hipot\u00e9ticos mam\u00edferos ancestrales que vivieron hace 100 millones de a\u00f1os puede ser la clave para identificar tramos del ADN que contribuyen al desarrollo de enfermedades como el c\u00e1ncer y la esquizofrenia, dif\u00edciles de detectar mediante las t\u00e9cnicas actuales. Esta es una de las promesas de Zoonomia, un proyecto en el que participan m\u00e1s de 30 laboratorios de diferentes instituciones y pa\u00edses, bajo la direcci\u00f3n de cient\u00edficos de la Universidad de Upsala (Suecia), y del Instituto Broad (EE. UU.). Los resultados iniciales se publicaron el jueves 27 de abril en un n\u00famero especial de la revista Science<\/em>, que incluye 11 art\u00edculos, todos ellos basados en la evoluci\u00f3n de los mam\u00edferos placentarios, lo que deja fuera a animales como el ornitorrinco y el canguro.<\/p>\n

Los cient\u00edficos se basan en datos in\u00e9ditos de 241 especies, que abarcan a casi todas las familias de los mam\u00edferos, para rearmar la historia evolutiva del grupo, al tiempo que se obtienen pistas para el desarrollo de posibles formas de tratamiento y diagn\u00f3stico de enfermedades. Este enfoque promete incluso revelar algunos de los mecanismos gen\u00e9ticos que diferencian a las especies e identificar a las que corren mayor riesgo de extinci\u00f3n, ayudando a definir prioridades para su conservaci\u00f3n.<\/p>\n

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M\u00f4nica Imbuzeiro \/\u2009Wikimedia Commons<\/span>Delf\u00edn rosado o bufeo, de los r\u00edos amaz\u00f3nicos: una estructura para la vida acu\u00e1ticaM\u00f4nica Imbuzeiro \/\u2009Wikimedia Commons<\/span><\/p><\/div>\n

\u201cAl analizar la evoluci\u00f3n de los genomas en el transcurso del tiempo, pudimos identificar segmentos que permanecieron igual y otros que han cambiado\u201d, le explic\u00f3 a Pesquisa FAPESP<\/em> la bioinform\u00e1tica Elinor Karlsson, del Instituto Broad y la Universidad de Massachusetts, una de las coordinadoras del proyecto. El nombre elegido para el mismo es un homenaje a Erasmus Darwin (1731-1803), abuelo de Charles Darwin y autor del libro Zoonomia, o Las leyes de la vida org\u00e1nica<\/em>, de 1794.<\/p>\n

Karlsson afirma que suelen ser los genes \u2013 la parte m\u00e1s estudiada y conocida que representa el 1 % del genoma \u2013 los que sufren mutaciones, m\u00e1s f\u00e1cilmente interpretadas por los efectos funcionales que provocan. Estas alteraciones en el ADN generan modificaciones puntuales en las prote\u00ednas, que pueden ser perjudiciales o contribuir para aumentar la diversidad gen\u00e9tica en las poblaciones, acaso dando origen incluso a nuevas especies.<\/p>\n

\u201cLos tramos que no sufren demasiados cambios regulan los genes y hacen que produzcan m\u00e1s o menos prote\u00ednas\u201d, dice Karlsson. \u201cSi un sector del genoma ha permanecido intacto durante 100 millones de a\u00f1os, ha de tener una funci\u00f3n importante en los mam\u00edferos\u201d. Estas mutaciones tambi\u00e9n pueden estar vinculadas a enfermedades. Los investigadores descubrieron que el 9 % del genoma posee funciones regulatorias; a\u00fan queda un 90 % cuyas funciones se desconocen.<\/p>\n

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Clodomiro Esteves Junior\u2009\/\u2009Wikimedia Commons<\/span>Carpincho [Hydrochoerus hydrochaeris<\/em>]: el mayor roedor del mundo tiene h\u00e1bitos anfibiosClodomiro Esteves Junior\u2009\/\u2009Wikimedia Commons<\/span><\/p><\/div>Seg\u00fan la investigadora, la regulaci\u00f3n g\u00e9nica desempe\u00f1a un rol importante en las enfermedades complejas, como la esquizofrenia, imposibles de diagnosticar con base en la presencia de un gen causante y pueden tardar en manifestarse en la vida de una persona. \u201cEn estas enfermedades, lo que cambia en el transcurso de su desarrollo es la regulaci\u00f3n del genoma, al modificar la cantidad de prote\u00ednas producidas y dar origen al trastorno\u201d. Los investigadores suponen que parte de esta regulaci\u00f3n puede tener influencia en fen\u00f3menos poco estudiados, como el desarrollo del embri\u00f3n y del cerebro.<\/p>\n

Hoy en d\u00eda, la forma m\u00e1s habitual de estudiar las enfermedades complejas es comparando el genoma de las personas con y sin el problema e identificando las \u00e1reas presentes solamente en los enfermos. El problema, seg\u00fan Karlsson, reside en que este tipo de abordaje localiza tramos de ADN muy grandes, que incluyen tanto genes como regiones reguladoras.<\/p>\n

\u201cEl genoma contiene una cantidad gigantesca de informaci\u00f3n, por lo que estudiar cada uno de esos segmentos es caro y laborioso, y se corre el riesgo de que no sean importantes\u201d, subraya. As\u00ed que el criterio evolutivo podr\u00eda indicar un camino \u2013 o atajo \u2013 para identificar los tramos del ADN relevantes para la salud.<\/p>\n

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Desmodus \/\u2009Wikimedia Commons<\/span>Murci\u00e9lago…Desmodus \/\u2009Wikimedia Commons<\/span><\/p><\/div>\n

El mes pasado, Karlsson y sus colegas optaron por realizar el quinto congreso de Zoonomia que ya ten\u00edan previsto celebrar en Brasil, en la ciudad de Manaos. El escenario fue la Amazonia, en lugar de una ciudad con playa, como era costumbre. \u201cPor primera vez pude conocer en persona animales tales como perezosos, monos y delfines rosados, que solo veo en la pantalla de la computadora bajo la forma de letras de su ADN\u201d.<\/p>\n

Uno de los art\u00edculos publicados en la edici\u00f3n especial de Science<\/em> abord\u00f3 la evoluci\u00f3n de los mam\u00edferos placentarios y arrib\u00f3 a la conclusi\u00f3n de que la diversificaci\u00f3n del grupo comenz\u00f3 mucho antes de la extinci\u00f3n de los dinosaurios. \u201cLos mam\u00edferos placentarios aparecieron hace m\u00e1s de 100 millones de a\u00f1os, cuando los continentes a\u00fan estaban conectados entre s\u00ed\u201d, relata el bi\u00f3logo Eduardo Eizirik, de la Pontificia Universidad Cat\u00f3lica de Rio Grande do Sul (PUC-RS), uno de los autores del art\u00edculo.<\/p>\n

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Nortondefeis\u2009\/\u2009Wikimedia Commons<\/span>…perezoso…Nortondefeis\u2009\/\u2009Wikimedia Commons<\/span><\/p><\/div>\n

Animales peque\u00f1os parecidos a ratas circularon libremente hasta que quedaron aislados por el alejamiento gradual de Am\u00e9rica del Norte y Eurasia, en el hemisferio norte, y de Am\u00e9rica del Sur con respecto a \u00c1frica y la India, en el hemisferio sur. \u201cUna vez separadas, las poblaciones habr\u00edan seguido su propia trayectoria evolutiva dando origen a los grandes grupos que existen en la actualidad, entre los que se cuentan primates, roedores, carn\u00edvoros y murci\u00e9lagos, entre otros\u201d, sugiere Eizirik.<\/p>\n

Unos 20 millones de a\u00f1os m\u00e1s tarde, una gran inundaci\u00f3n de los continentes, producto del calentamiento global y de una ingente elevaci\u00f3n del nivel del mar, habr\u00eda acentuado este proceso a\u00fan m\u00e1s, al separar a \u00c1frica en dos partes y transformar en islas grandes extensiones de tierra en Am\u00e9rica.<\/p>\n

Para comparar los genomas, los investigadores alinearon el ADN de las 241 especies, comparando cada letra \u2013 cada base, en la jerga t\u00e9cnica \u2013 y marcando las diferencias. \u201cEs como elaborar una gran tabla con 2.300 millones de columnas y 240 filas, y en cada casillero se coloca la letra que aparece en el genoma de las especies estudiadas\u201d, explica Eizirik.<\/p>\n

El trabajo fue particularmente dif\u00edcil porque el genoma de las especies puede sufrir cambios estructurales a lo largo del tiempo. Por eso, primero hubo que desmenuzar todo el genoma e identificar las regiones equivalentes de cada especie.<\/p>\n

Como es posible estimar la tasa de mutaci\u00f3n del ADN a lo largo del tiempo, estos \u00e1rboles evolutivos tambi\u00e9n aportan informaci\u00f3n sobre la \u00e9poca en que existieron los antepasados. Esos datos fueron cotejados con las edades conocidas de 37 f\u00f3siles de mam\u00edferos para realizar la dataci\u00f3n molecular y efectuar los ajustes necesarios.<\/p>\n

Hace 66 millones de a\u00f1os, libres de la depredaci\u00f3n y la competencia con los dinosaurios, los principales grupos de mam\u00edferos, ya separados, experimentaron nuevas rondas de diversificaci\u00f3n y se adaptaron a diversos ambientes, que dieron lugar a grupos tales como los murci\u00e9lagos, los elefantes y las ballenas. \u201cLa diversificaci\u00f3n fue r\u00e1pida, en el transcurso de unos pocos millones de a\u00f1os, especialmente en grupos como los de los murci\u00e9lagos y los roedores\u201d, dice Eizirik. Cada uno de los grupos originales se diversific\u00f3 ocupando los nichos que dejaron los grandes reptiles.<\/p>\n

El conocimiento de los genomas tambi\u00e9n puede ayudar a identificar las especies en peligro de extinci\u00f3n, colaborando en los esfuerzos de conservaci\u00f3n. El genoma contiene informaci\u00f3n que permite detectar indirectamente el tama\u00f1o de las poblaciones de las especies a lo largo del tiempo.<\/p>\n

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Luc Viatour\u2009\/\u2009Wikimedia Commons<\/span>…y mono ardilla com\u00fan: adaptaciones para el vuelo y la vida en los \u00e1rbolesLuc Viatour\u2009\/\u2009Wikimedia Commons<\/span><\/p><\/div>\n

Cuanto m\u00e1s peque\u00f1as son las poblaciones, menor suele ser la variabilidad gen\u00e9tica, dificultando la capacidad de una especie para adaptarse a los cambios en el ambiente. Entre los felinos brasile\u00f1os, por ejemplo, el margay [Leopardus wiedii<\/em>] ha tenido en el pasado poblaciones menores que el ocelote [Leopardus pardalis<\/em>], por lo que actualmente presenta un menor nivel de diversidad gen\u00e9tica, un aspecto que ha de tenerse en cuenta cuando se analiza su vulnerabilidad a la extinci\u00f3n.<\/p>\n

\u201cEl reto de reconstruir la evoluci\u00f3n de los seres vivos a partir del genoma radica en que, adem\u00e1s de su enorme extensi\u00f3n, no todos sus tramos relatan la misma historia\u201d, comenta la bi\u00f3loga Cristina Miyaki, de la Universidad de S\u00e3o Paulo, quien no particip\u00f3 en el trabajo. La investigadora explica que los tramos conservados y los segmentos que han cambiado en el curso de la evoluci\u00f3n pueden referir historias diferentes, aunque formen parte del mismo genoma. \u201cLos autores sortearon este inconveniente no solo utilizando una gran cantidad de datos, sino tambi\u00e9n efectuando diversos an\u00e1lisis para comprobar que los \u00e1rboles filogen\u00e9ticos propuestos [los diagramas que representan las relaciones evolutivas] reflejaban esos datos\u201d, dice.<\/p>\n

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Bo Mertz\u2009\/\u2009Wikimedia Commons<\/span>Un peque\u00f1o roedor, remanentes de los animales que sobrevivieron a los dinosauriosBo Mertz\u2009\/\u2009Wikimedia Commons<\/span><\/p><\/div>\n

Los estudios del Zoonomia publicados en la revista Science<\/em> solo han sido posibles gracias a los avances que, en los \u00faltimos 20 a\u00f1os, han reducido de 15 a\u00f1os a algunas horas el tiempo que les lleva a las m\u00e1quinas secuenciadoras completar la lectura de un genoma, y a las t\u00e9cnicas computacionales m\u00e1s sofisticadas de an\u00e1lisis de los patrones evolutivos.<\/p>\n

Con el estudio sobre la evoluci\u00f3n de los mam\u00edferos, Eizirik y sus colegas han podido corroborar una tesis que abonaban desde 2001, cuando en un art\u00edculo publicado en la revista Nature<\/em> hab\u00edan planteado que los mam\u00edferos placentarios comenzaron a diversificarse antes de la extinci\u00f3n de los dinosaurios. En virtud del aumento vertiginoso de la extracci\u00f3n de datos y los avances en el an\u00e1lisis inform\u00e1tico, el grupo pudo poner a prueba su teor\u00eda inicial, que resisti\u00f3. \u201cPero ahora, la cantidad de informaci\u00f3n que da sost\u00e9n a esta teor\u00eda es cientos de miles de veces mayor\u201d.<\/p>\n

Art\u00edculos cient\u00edficos<\/strong>
\nFOLEY, N. M. A genomic timescale for placental mammal evolution<\/a>. Science<\/strong>. v.380, n.eabl8189. 28 abr. 2023.
\nMURPHY, W. J. et al<\/em>. Molecular phylogenetics and the origins of placental mammals<\/a>. Nature<\/strong>. v. 409, p. 614-18. 1\u00ba feb. 2001.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"El an\u00e1lisis de una cantidad in\u00e9dita de datos puede suministrar informaci\u00f3n sobre enfermedades humanas","protected":false},"author":545,"featured_media":491400,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[181],"tags":[278,300,306,335],"coauthors":[1498],"class_list":["post-491368","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-ciencia-es","tag-biologia-es","tag-evolucion","tag-genetica-es","tag-zoologia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/491368","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/545"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=491368"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/491368\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":491408,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/491368\/revisions\/491408"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/491400"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=491368"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=491368"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=491368"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=491368"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}