ARRIBA: Las jirafas parecen ser tan extra\u00f1as por dentro como por fuera. Un nuevo estudio revela c\u00f3mo estos animales han desarrollado genes altamente mutados para apoyar su extra\u00f1o f\u00edsico. MOGENS TROLLE<\/p>\n
Con sus cuellos largos, las jirafas son un ejemplo de las rarezas evolutivas, pero los cient\u00edficos saben muy poco sobre el fundamentos gen\u00e9ticos de una adaptaci\u00f3n tan extrema. Un genoma de jirafa actualizado, publicado el 17 de marzo en Science Advances<\/em>, revela nuevos conocimientos sobre c\u00f3mo la especie se adapta a lo que Rasmus Heller, genetista evolutivo de la Universidad de Copenhague y autor del nuevo estudio, llama descaradamente extra\u00f1a arquitectura corporal. Los huesos de las jirafas crecen m\u00e1s r\u00e1pido que los de cualquier otro animal, por ejemplo, y la presi\u00f3n arterial requerida para bombear sangre por su cuello de seis pies ser\u00eda fatal para los humanos. Si eres un bi\u00f3logo evolutivo, es una obviedad tratar de explicar qu\u00e9 llev\u00f3 a ese animal a parecerse a \u00e9l y qu\u00e9 tipo de cambios gen\u00e9ticos se han vuelto necesarios.<\/p>\n Hace varios a\u00f1os, Heller y sus colegas lanzaron el Rumiant Genome Project (RGP), un esfuerzo de varios equipos para desarrollar los genomas de todos los mam\u00edferos con pezu\u00f1as y dedos pares. Si bien los genomas de especies comercialmente importantes, como el ganado, est\u00e1n bien estudiados, las especies silvestres reciben mucha menos atenci\u00f3n. El primer genoma de la jirafa se public\u00f3 en 2016, con pocos genomas relacionados para analizarlo. En esa investigaci\u00f3n, los investigadores alinearon el genoma de las jirafas con el genoma de una vaca, un perro y un ser humano. Con la publicaci\u00f3n de tres art\u00edculos en 2019 por parte de investigadores vinculados a la RGP, la cantidad total de genomas de rumiantes disponibles para comparar aument\u00f3 de seis a 50.<\/p>\n Para generar un genoma de jirafa m\u00e1s s\u00f3lido, el equipo utiliz\u00f3 varias t\u00e9cnicas de secuenciaci\u00f3n. tecnolog\u00edas, en \u00faltima instancia, mapeando casi el 98 por ciento del ADN de las jirafas, en comparaci\u00f3n con aproximadamente dos tercios en el genoma anterior. La brecha entre los dos se ha llenado en gran medida con la llegada de tecnolog\u00edas de secuenciaci\u00f3n que pueden generar lecturas de secuenciaci\u00f3n de ADN m\u00e1s largas, combinadas con los genomas de rumiantes adicionales que ahora se pueden usar para alinear el genoma de la jirafa y anotar sus genes.<\/p>\n Lo que hipotetizamos tentativamente es que . . . este gen est\u00e1 haciendo algo para ayudar a la jirafa a desarrollar huesos fuertes a pesar de tener la tasa de crecimiento de huesos m\u00e1s r\u00e1pida de cualquier animal conocido.<\/p>\n Rasmus Heller, Universidad de Copenhague<\/p><\/blockquote>\n Al buscar qu\u00e9 hace que las jirafas sean \u00fanicas, ayuda poder ver lo que los separa de sus parientes m\u00e1s cercanos, en lugar de especies lejanamente relacionadas. A nivel cromos\u00f3mico, las jirafas difieren de sus primos rumiantes lejanos, separados por 11,5 millones de a\u00f1os de su pariente m\u00e1s cercano, el okapi. Mientras que la mayor\u00eda de los rumiantes tienen 30 cromosomas, las jirafas tienen solo 15, resultado de una serie de eventos de fisi\u00f3n y fusi\u00f3n a lo largo del tiempo. Si bien Heller dice que los rumiantes como grupo han reorganizado sus cromosomas con m\u00e1s frecuencia que otros animales, la raz\u00f3n de esto sigue sin estar clara. Es una buena pregunta que no tiene una respuesta sencilla, le dice Heller a El Cient\u00edfico<\/em>. Simplemente no sabemos cu\u00e1l es el significado funcional.<\/p>\n Cuando el equipo investig\u00f3 m\u00e1s el genoma, identificaron casi 500 genes que son exclusivos de las jirafas o contienen variantes encontradas solo en jirafas. <\/p>\n Un an\u00e1lisis funcional de estos genes mostr\u00f3 que se asocian con mayor frecuencia con el crecimiento y el desarrollo, los sistemas nervioso y visual, los ritmos circadianos y la regulaci\u00f3n de la presi\u00f3n arterial, todas las \u00e1reas en las que la jirafa se diferencia de otros rumiantes. Como consecuencia de su alta estatura, por ejemplo, las jirafas deben mantener una presi\u00f3n arterial que es aproximadamente 2,5 veces m\u00e1s alta que la de los humanos para bombear sangre a su cerebro. Adem\u00e1s, las jirafas tienen una vista aguda para escudri\u00f1ar el horizonte, y debido a que sus cuerpos extra\u00f1os les dificultan ponerse de pie r\u00e1pidamente, duermen ligeramente, a menudo de pie y solo durante minutos a la vez, probablemente como resultado de cambios durante la evoluci\u00f3n de los genes. que regulan los ritmos circadianos.<\/p>\n Dentro de esos cientos de genes, destacaba FGFRL1<\/em>. Adem\u00e1s de ser el gen de las jirafas m\u00e1s divergente de otros rumiantes, sus siete sustituciones de amino\u00e1cidos son exclusivas de las jirafas. En los humanos, este gen parece estar involucrado en el desarrollo cardiovascular y el crecimiento \u00f3seo, lo que lleva a los investigadores a plantear la hip\u00f3tesis de que tambi\u00e9n podr\u00eda desempe\u00f1ar un papel en las adaptaciones \u00fanicas de las jirafas a una vida muy vertical.<\/p>\n Para probar Con esta idea, Heller y su equipo usaron CRISPR para crear ratones con el gen FGFRL1 <\/em>tipo jirafa. La inserci\u00f3n del gen espec\u00edfico de la jirafa no provoc\u00f3 cambios dr\u00e1sticos en el aspecto de los ratones; no hicieron brotar, como esperaba inicialmente el equipo, el ic\u00f3nico cuello largo de las jirafas, pero hubo lo que Heller llama cambios m\u00e1s sutiles.<\/p>\n Los huesos de ratones prenatales con el genotipo de jirafa creci\u00f3 m\u00e1s lentamente en comparaci\u00f3n con los ratones no alterados. Sin embargo, una vez nacidos, los ratones CRISPR crecieron r\u00e1pidamente a un tama\u00f1o comparable. Cuando los investigadores observaron m\u00e1s de cerca la estructura de los huesos, vieron que los ratones con la variante de jirafa ten\u00edan una densidad mineral \u00f3sea ligeramente m\u00e1s alta, un mecanismo compensatorio que evita que los huesos de r\u00e1pido crecimiento se debiliten estructuralmente. Lo que hipotetizamos tentativamente es que . . . este gen est\u00e1 haciendo algo para ayudar a la jirafa a desarrollar huesos fuertes a pesar de tener la tasa de crecimiento de huesos m\u00e1s r\u00e1pida de cualquier animal conocido, dice Heller.<\/p>\n Douglas Cavener, bi\u00f3logo molecular de Penn State que form\u00f3 parte del equipo que secuenci\u00f3 el primer genoma de la jirafa, le dice a The Scientist que, a pesar de la falta de un cambio morfol\u00f3gico obvio, est\u00e1 de acuerdo con la hip\u00f3tesis del equipo. Sospecho que FGFRL1 <\/em> est\u00e1 involucrado de manera cr\u00edtica en las diferencias espec\u00edficas de la jirafa en el esqueleto, pero tambi\u00e9n hay otros genes que son necesarios y que no se han integrado en los ratones CRISPR, dice Cavener. FGFRL1. . .<\/em>puede ser necesario, pero no es suficiente.<\/p>\n Para evaluar si FGFRL1 <\/em>ayuda a las jirafas a sobrellevar la hipertensi\u00f3n necesaria para impulsar la sangre a lo largo de sus largos cuerpos, el equipo de Hellers a continuaci\u00f3n, inyect\u00f3 a cinco ratones mutantes y cinco ratones normales un f\u00e1rmaco llamado angiotensina-II que induce presi\u00f3n arterial alta. Tambi\u00e9n incluyeron cinco ratones mutantes que no recibieron el f\u00e1rmaco como control. Despu\u00e9s de 28 d\u00edas, los ratones normales hab\u00edan desarrollado hipertensi\u00f3n y comenzaban a sufrir da\u00f1o card\u00edaco y renal. Mientras tanto, los ratones tipo jirafa no se vieron afectados en gran medida, un hallazgo que sugiere fuertemente que FGFRL1 <\/em>protege contra la presi\u00f3n arterial alta de por vida en las jirafas.<\/p>\n Lo que realmente hace que este art\u00edculo sea significativo es los experimentos que hicieron con la infusi\u00f3n de angiotensina, dice Julian Lui, cient\u00edfico del personal del Instituto Nacional de Salud Infantil y Desarrollo Humano que no particip\u00f3 en el estudio. Estos resultados, le dice a The Scientist<\/em>, dan una idea de una parte de la historia de la jirafa porque la jirafa tiene adaptaciones evolutivas \u00fanicas para lidiar con la hipertensi\u00f3n.<\/p>\n Adem\u00e1s de cultivar una comprensi\u00f3n m\u00e1s completa de los conocimientos gen\u00e9ticos de las jirafas que pueden ser \u00fatiles para protegerlas, ya que la especie est\u00e1 catalogada como vulnerable a la extinci\u00f3n por la Uni\u00f3n Internacional para la Conservaci\u00f3n de la Naturaleza. en humanos.<\/p>\n Heller agrega que, si bien a\u00fan no hay evidencia de que FGFRL1 <\/em>est\u00e9 asociado con enfermedades card\u00edacas en las personas, es un lugar prometedor para comenzar a buscar. Cuando encontramos estos genes que est\u00e1n vinculados a los fenotipos que nos interesan como humanos, es natural al menos hacer las preguntas, dice Heller a The Scientist<\/em>. Lo que hemos hecho aqu\u00ed es identificar una nueva variante de un gen que puede tener un impacto dram\u00e1tico en el control de la hipertensi\u00f3n en algunos entornos. Eso lo convierte en un gen interesante para estudios posteriores.<\/p>\n C. Liu et al., Un genoma imponente: Adaptaciones validadas experimentalmente a la presi\u00f3n arterial alta y la estatura extrema en la jirafa, <\/strong>Sci Adv<\/em><\/strong>, doi :10.1126\/sciadv.abe9459, 2021.<\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" ARRIBA: Las jirafas parecen ser tan extra\u00f1as por dentro como por fuera. Un nuevo estudio revela c\u00f3mo estos animales han desarrollado genes altamente mutados para apoyar su extra\u00f1o f\u00edsico. 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Desbloqueo de la jirafa<\/h2>\n