Dependencia en evolución

Las mutaciones en un gen del metabolismo del colesterol son responsables de restringir la vida de una especie de mosca de la fruta en un cactus particularmente raro, según un informe en Science, publicado hoy (septiembre 27). Pero a pesar de causar esta pérdida en la diversidad de la dieta, las mutaciones estaban bajo selección positiva y parecen proporcionar a las moscas una ventaja de aptitud física.

“Uno generalmente piensa en las cosas que impulsan la evolución como cosas que expandirían el nicho, mientras que esto en realidad lo está restringiendo” dijo Michael O’Connor, biólogo de la mosca de la fruta de la Universidad de Minnesota, que no participó en el estudio. «Eso parece muy curioso».

De hecho, el nuevo estudio sobre la especie de mosca de la fruta Drosophila pachea contrasta con la creencia generalizada de que la pérdida de una actividad metabólica sucede por casualidad en lugar de ser seleccionado, explicó Virginie Orgogozo, bióloga evolutiva del Institut Jacques Monod en París, Francia. Orgogozo y…

Hace unos años, unos investigadores descubrieron la enzima encargada de convertir el colesterol en 7DHC. Se llamó Neverland porque las moscas que carecían de la proteína nunca pasaron de larvas a adultos. Orgogozo supo de inmediato que Neverland sería un excelente punto de partida para buscar diferencias en D. pachea. Realmente esperaba una pérdida de función o que no hubiera un gen, dijo. Pero Neverlandestaba presente en D. pachea y mostró un patrón y un nivel de expresión similar al de otras moscas de la fruta. Esta fue la primera sorpresa, dijo Orgogozo.

La secuenciación del ADN reveló varias diferencias de aminoácidos en la D. pachea Proteína Neverland, sin embargo. Y, los ensayos funcionales posteriores revelaron que cuatro de estas diferencias eran responsables de la pérdida de su capacidad de conversión de colesterol. D. En cambio, la versión de Neverland de pachea era capaz de producir 7DHC a partir de latosterola, un esterol raro que se produce en los cactus senita.

Luego vino otra sorpresa: las enzimas de Neverland de otras especies también eran capaces de utilizar latosterol. No solo eso, las enzimas de otras especies eran mejores en eso. Las cuatro mutaciones de aminoácidos en D. pachea también había dañado una capacidad ancestral de conversión de latosterol. Esto era muy extraño, dijo Orgogozo.

Para complicar aún más las cosas, un análisis de secuencia indicó las mutaciones en D. pachea Neverland exhibió una baja diversidad de secuencias entre los individuos, lo que sugiere que el gen había sufrido una selección positiva.  Cuando surge una nueva mutación en una población, se propagará rápidamente si tiene alguna ventaja, por lo que no hay tiempo para acumular nuevas mutaciones, explicó Orgogozo.

Los estudios en moscas vivas confirmaron este positivo -predicción de selección. Reemplazo de la proteína Neverland de D. melanogaster con la de D. pachea confirió una ventaja de fitness significativa. Más del destinatario D. Las larvas de melanogaster llegaron a la edad adulta cuando se alimentaron con una dieta que contenía latosterol que el tipo salvaje D. melanogaster alimentado con su dieta normal que contiene colesterol.

Siempre pensamos que una enzima tiene que ser lo mejor posible, pero quizás para el organismo es mejor tener una enzima que no sea tan eficiente, Orgogozo dijo, sugiriendo que tal vez una enzima más lenta podría evitar que la hormona se cree en el momento o lugar equivocado.

Cualquiera que sea la razón de la ventaja de aptitud, las mutaciones en D. El País de Nunca Jamás de pachea podría ser un arma de doble filo, dijo Stephen Schaeffer, genetista de poblaciones moleculares de la Universidad Estatal de Pensilvania, que no participó en la investigación. Es una ventaja en este momento porque no tiene competencia de otras especies de moscas, no solo el cactus senita no produce colesterol, también tiene toxinas a las que solo D. pachea es resistentepero no es inaudito que los hábitats sean destruidos. Si este cactus desapareciera, esta mosca estaría en mal estado, dijo Schaeffer.

M. Lang et al., Mutaciones en el gen Neverland convirtieron a Drosophila pachea en una especie especialista obligada, Science, doi: 10.1126/science.1224829, 2012.

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