Genoma destacado: Langosta del desierto (Schistocerca gregaria)

ARRIBA: Una langosta del desierto (Schistocerca gregaria) en Argelia INATURALIST.COM, Mourad Harzallah, CC BY

Para agricultores de África, Oriente Medio y el suroeste de Asia, la langosta del desierto (Schistocerca gregaria) no necesita presentación. Esta notoria plaga ha devastado periódicamente los campos agrícolas durante milenios, formando enjambres masivos que pueden cubrir hasta 1200 kilómetros cuadrados y consumir del 80 al 100 por ciento de los cultivos a su paso. Según la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación, un simple enjambre de 1 kilómetro cuadrado que contiene unos 80 millones de langostas puede comer tanta comida cada día como 35.000 personas. Se estima que los enjambres que azotaron África oriental y Asia occidental solo en 2019 y 2020 generaron miles de millones de dólares en daños y pérdidas derivados de la devastación de cultivos y pastos que se desarrollarán en los próximos años.  

Estos infames saltamontes no siempre son ruinosos. La mayor parte del tiempo, viven vidas solitarias. Pero las cosas cambian cuando la escasez de alimentos los obliga a agruparse en torno a recursos limitados. Cambian de forma física, se vuelven sociables y se agrupan en legiones que provocan hambre. Durante años, los investigadores han intentado secuenciar el genoma de las langostas del desierto con una base de casi 9 mil millones con la esperanza de comprender qué hace que un saltamontes sea una langosta, como lo expresó el biólogo animal de la Universidad de Leicester, Swidbert Ott, en 2020 cuando su equipo informó por primera vez un borrador del genoma para la especie.

Un enjambre vuela a través de la Reserva Nacional de Samburu en Kenia. ISTOCK.COM, Jennifer Watson

Ahora, gracias a las tecnologías de secuenciación mejoradas, los científicos de la Iniciativa Ag100Pest lograron generar un ensamblaje cromosómico de alta calidad y lo hicieron en menos de cinco meses. , según un comunicado de prensa del Servicio de Investigación Agrícola (ARS) del Departamento de Agricultura de EE. UU. Si bien el trabajo aún no ha sido revisado por pares, la secuencia se ha depositado en la base de datos de bioproyectos del Centro Nacional de Información Biotecnológica.

La iniciativa Ag100Pest emplea la secuenciación de lectura larga PacBio, así como el método de captura de cromosomas HiC que primero entrecruza las secuencias de ADN cercanas para discernir su disposición cromosómica y generar ensamblajes cromosómicos altamente contiguos para plagas agrícolas importantes. Para la langosta, estos métodos generaron un genoma de 8,8 Gb, uno de los genomas de insectos más grandes ensamblados hasta la fecha, que parece estar dividido en solo 12 cromosomas. A modo de escala, el genoma de la mosca de la fruta Drosophila melanogaster tiene un tamaño de tan solo 0,14 Gb, un orden de magnitud más pequeño que cualquiera de S. gregarias cromosomas.

Se necesitará mucho trabajo para extraer de la secuencia los tipos de información que pueden detener las plagas. Aún así, los investigadores expresan la esperanza de que el genoma permita a los administradores alejarse de los métodos de control basados en pesticidas. Tener un genoma de alta calidad es un gran paso para encontrar controles específicos, dice Scott Geib, entomólogo de la Unidad de Investigación de Protección de Productos Básicos y Cultivos Tropicales mantenida por el ARS en Hawái y líder del equipo del proyecto, en el comunicado del ARS. Agrega que también puede arrojar luz sobre aspectos de la biología de los saltamontes que se comparten con otras especies de enjambres, incluidas las que molestan a las Américas y Australia.

Subcampeones:

Folicular humano ácaro (Demodex folliculorum)

Los ácaros que viven y se reproducen en nuestra cara tienen genomas diminutos que probablemente se están haciendo más pequeños, según un estudio publicado en Molecular Biology and Evolution el 21 de junio. Su genoma de 51,5 Mb está casi desprovisto de elementos transponibles, con secuencias repetitivas que representan solo el 7,2 por ciento del genoma, y contiene solo 9.707 genes que codifican proteínas, la menor cantidad de cualquier artrópodo secuenciado hasta el momento. Eso puede deberse a que los animales están pasando de ser parásitos externos a internos, escriben los autores. En particular, faltan una serie de genes involucrados en la reparación del ADN, lo que lleva a los investigadores a especular aún más que los animales pueden estar en un camino genómico hacia la extinción (o un callejón sin salida evolutivo) donde finalmente se acaban por la acumulación de mutaciones perjudiciales. .

Cuidadosos análisis microscópicos también revelaron que estos pequeños genomas están empaquetados en sorprendentemente pocas células. En general, los animales consisten en 500 veces menos células que D. melanogaster. Aún así, los investigadores nos aseguran que las criaturas tienen un tracto digestivo completo, incluido un ano, por lo que no se llenan de desechos hasta su muerte (como se planteó anteriormente y se repitió ampliamente).

Tigre de Bengala ( Panthera tigris tigris)

Los tigres de Bengala son la subpoblación de tigres más grande y genéticamente más diversa (que técnicamente pertenecen a la misma especie), y por lo tanto se consideran clave para los animales. supervivencia. Sin embargo, los esfuerzos de conservación se ven obstaculizados por la falta de recursos genómicos. Aunque ha habido una serie de esfuerzos para secuenciar los genomas de los tigres a lo largo de los años, ninguno ha producido genomas de referencia de alta calidad, escriben los investigadores en un bioRxiv  del 17 de mayo que es , hasta ahora. El equipo detrás del artículo informa sobre los ensamblajes del genoma de un par de tigres salvajes. Al combinar métodos de secuenciación de lectura larga y corta con la captura de cromosomas, pudieron generar ensamblajes casi cromosómicos que son 17 veces más contiguos que el genoma del tigre de Amur publicado anteriormente y 1,7 veces más contiguos que el genoma de referencia para gatos domesticados. Tal integridad debería facilitar el uso de muestras de ADN imperfectas, como muestras fecales y de cabello, para la investigación genómica, escriben los autores.

Genome Spotlight es una columna mensual para The Scientists Genética & Boletín de genómica que destaca secuencias genómicas publicadas recientemente y los misterios de la vida que pueden revelar.