Genoma destacado: grosella espinosa de California (Hormiphora californensis)
ARRIBA: Hormiphora californensis DARRIN SCHULTZ 2021 MBARI
Para los biólogos, el debate por excelencia sobre quién vino primero es no pollo o huevo, sino bizcocho o ctenóforo. La discusión sobre cuál de estos grupos representa la rama más antigua del ancestro de todos los animales se ha prolongado durante más de una década, con discusiones acaloradas provenientes de ambos lados. Ahora, un nuevo genoma de ctenóforo a nivel de cromosoma publicado en el volumen de noviembre de G3 GenesGenomesGenetics puede ofrecer la oportunidad de establecer de una vez por todas si Porifera o Ctenophora evolucionaron primero. Un método que posiblemente podría resolver la posición filogenética de los ctenóforos y las esponjas es comparar cromosomas completos, escribieron los investigadores en su artículo.
Con su falta de tejidos y órganos verdaderos o incluso de simetría, las esponjas pueden parecer como la elección obvia para el grupo de animales más antiguo. Pero a principios de la década de 2010, un grupo vocal de investigadores armados con datos genómicos comenzó a argumentar que, a pesar de su aparente complejidad, los ctenóforos (comúnmente conocidos como medusas peine) son en realidad más antiguos. Los defensores de una topología de esponja primero aplaudieron, por supuesto, y el tira y afloja continúa hoy.
Hormiphora californensis es una de las especies criadas para investigación y exhibición por parte de la personal del Acuario de la Bahía de Monterey.Darrin Schultz 2021 MBARI
Una posible línea de evidencia que no ha sido examinada es una comparación filogenómica de cromosomas completos. Aún no se han realizado análisis cromosómicos porque los dos genomas de ctenóforos publicados carecían de resolución a nivel cromosómico. De hecho, antes de este estudio, no estaba claro cómo eran los cromosomas de los ctenóforos; no había cariotipos publicados para ningún ctenóforo. Entonces, antes de sumergirse en el genoma, el equipo de científicos dirigido por el investigador del Instituto de Investigación del Acuario de la Bahía de Monterey (MBARI, por sus siglas en inglés), Darrin Schultz, aprovechó la capacidad del acuario para cultivar la grosella espinosa marina de California (Hormiphora californensis) para generar el primer cariotipo del grupo. Resultó que el animal tiene 13 cromosomas emparejados, que es exactamente lo que se predijo para un ctenóforo relacionado. lecturas finales. Pero para colocar el ADN en el contexto cromosómico, el equipo recurrió a la captura de conformación de cromatina Hi-C. Hi-C proporciona información sobre la estructura de la cromatina porque antes de que se generen las secuencias, el ADN nativo se trata con formaldehído, lo que genera enlaces cruzados entre las piezas de cromatina que interactúan. Cuando se digiere el ADN, estos enlaces cruzados inicialmente permanecen intactos, manteniendo juntos fragmentos de secuencia que interactúan físicamente (principalmente dentro de los cromosomas). Las secuencias adjuntas luego se fusionan entre sí, creando secuencias quiméricas que mantienen el contexto espacial genómico de los cromosomas intactos. En el caso de H. californensis, por ejemplo, un mapa de calor de las interacciones Hi-C recapitula los 13 cromosomas visualizados microscópicamente.
Una de las herramientas más importantes en el ensamblaje del #genoma es el mapa Hi-C: un mapa de interacciones entre diferentes piezas de ADN en el espacio 3D. Aquí, puedes ver las 13 unidades discretas que corresponden a las 13 cromosomas en el genoma de Hormiphora! https://t.co/i3Q6a6YxE7 pic.twitter.com/lWLN5BUsiB
Darrin Schultz (@conchoecia) 22 de septiembre de 2021
El equipo también proporcionó una anotación inicial seleccionada manualmente para su nuevo genoma Esto reveló miles de genes intrónicos anidados: genes que existen dentro de los intrones de otros genes. De hecho, 484 estaban doblemente anidados. La investigación sugiere que el anidamiento puede permitir un control de la transcripción más afinado y, por lo tanto, puede haber jugado un papel importante en la evolución de la complejidad. De hecho, tal anidamiento de genes se observa en plantas y animales, incluso en humanos, los genes intrónicos anidados están en gran parte ausentes de hongos y eucariotas unicelulares. Los autores señalan que encontrar tantos de estos genes dentro de los genes en este ctenóforo a la par con el grado de anidamiento observado en los primates puede sugerir que el mecanismo evolucionó al principio de nuestro linaje.
Si bien los investigadores no analizaron el cromosoma completo análisis filogenómicos de nivel para ver si el H. californensis se suma al apoyo de una historia evolutiva del primer ctenóforo, tales análisis ahora son posibles, ya que el año pasado se publicó un ensamblaje a nivel de cromosoma para una especie de esponja.
Subcampeones:
Cierre stilt de Japón (Microstegium vimineum)
El stiltgrass japonés lleva más de un siglo causando estragos en los ecosistemas nativos de el este de los EE.UU., sin embargo, la base biológica de su invasividad sigue siendo esquiva. Un ensamblaje del genoma de alta calidad a nivel cromosómico para la especie, publicado en el volumen de noviembre de Genome Biology and Evolution, proporciona información que podría resultar valiosa tanto para los administradores de recursos como para los botánicos evolutivos.
Garbanzo (Cicer arietinum)
Si bien el primer borrador del genoma del garbanzo se publicó hace ocho años, un esfuerzo masivo de secuenciación de más de 3.000 variedades ha producido una novedad genómica diferente para la especie: un pangenoma. Como explica The New York Times , este catálogo de variación genética intraespecies arroja luz sobre los orígenes y la historia de domesticación de este importante cultivo, y puede ayudar a los científicos agrícolas a mejorar o diseñar nuevas variedades que son capaces de soportar cualquier cambio climático que se les presente.