{"id":37683,"date":"2022-09-01T08:31:55","date_gmt":"2022-09-01T13:31:55","guid":{"rendered":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/enzima-bacteriana-mantiene-rotiferos-transposable-elements-in-check\/"},"modified":"2022-09-01T08:31:55","modified_gmt":"2022-09-01T13:31:55","slug":"enzima-bacteriana-mantiene-rotiferos-transposable-elements-in-check","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/enzima-bacteriana-mantiene-rotiferos-transposable-elements-in-check\/","title":{"rendered":"Enzima bacteriana mantiene rot\u00edferos’ Transposable Elements in Check"},"content":{"rendered":"

ARRIBA: El rot\u00edfero bdelloidea Adineta vaga<\/em> bajo un microscopio de polarizaci\u00f3n policrom\u00e1tica Cortes\u00eda de Michael Shribak, Irina Yushenova <\/p>\n

Rot\u00edferos bdeloideos, animales microsc\u00f3picos que se encuentran casi todos en Los ecosistemas de agua dulce de todo el mundo carecen de las enzimas que la mayor\u00eda de los animales utilizan para silenciar regiones de su genoma mediante la uni\u00f3n de etiquetas qu\u00edmicas llamadas grupos metilo. En cambio, su sistema de silenciamiento de metilo emplea una enzima bacteriana que lleg\u00f3 a los animales hace unos 60 millones de a\u00f1os, informaron los investigadores el lunes (28 de febrero) en Nature Communications<\/em>.<\/em><\/p>\n

Emmelien Vancaester, bioinform\u00e1tica del Instituto Wellcome Sanger en el Reino Unido que no particip\u00f3 en el estudio, dice que encuentra el estudio bastante convincente.<\/p>\n

Creo que est\u00e1 muy claro que se trata de un [sistema epigen\u00e9tico] funcional. . . una forma novedosa de regulaci\u00f3n en rot\u00edferos que no se hab\u00eda visto antes en metazoos, dice, y se\u00f1ala que la novedad del sistema respalda la hip\u00f3tesis de que el gen que codifica la enzima se origin\u00f3 en una bacteria y se integr\u00f3 en el genoma del rot\u00edfero. Que un gen transferido horizontalmente tiene la capacidad de influir en la transcripci\u00f3n de un genoma. . . Creo que eso es bastante novedoso.<\/p>\n

La enzima ha remodelado por completo el sistema epigen\u00e9tico de los rot\u00edferos, dice la coautora del estudio Irina Arkhipova, genetista evolutiva molecular del Laboratorio de Biolog\u00eda Marina en Woods Hole, Massachusetts. Actualmente, se sabe poco sobre los sistemas epigen\u00e9ticos en los rot\u00edferos, dice Jae-Seong Lee, bi\u00f3logo molecular de rot\u00edferos de la Universidad Sungkyunkwan en Corea del Sur que no particip\u00f3 en el nuevo estudio a pesar de la importancia ecol\u00f3gica de los animales. Los rot\u00edferos cumplen funciones ecol\u00f3gicas importantes en muchas aguas continentales, tanto dulces como saladas. Por lo tanto, es muy importante comprender sus mecanismos de adaptaci\u00f3n evolutiva, escribe Lee en un correo electr\u00f3nico a The Scientist<\/em>.<\/p>\n

Adem\u00e1s de proporcionar informaci\u00f3n sobre los rot\u00edferos, la enzima proporciona un vistazo, dice Arkhipova, en la secuencia de eventos que tuvieron que ocurrir en la evoluci\u00f3n temprana de plantas y animales, cuando los sistemas de regulaci\u00f3n de genes eucariotas evolucionaron inicialmente.<\/p>\n

Reprogramaci\u00f3n de la epigen\u00e9tica<\/h2>\n

Poco despu\u00e9s de que evolucionaran los eucariotas, obtuvo enzimas de bacterias llamadas C5-metiltransferasas que unen grupos metilo a residuos de citosina en \u00e1cidos nucleicos, regulando efectivamente la expresi\u00f3n g\u00e9nica. Entre otras cosas, esta regulaci\u00f3n permite que las c\u00e9lulas dentro del cuerpo asuman diferentes roles y evita que los elementos transponibles (TE) salten excesivamente y causen estragos gen\u00f3micos en la mayor\u00eda de los animales. Los rot\u00edferos bdeloides carecen de las metiltransferasas de muchos de sus parientes metazoarios.  <\/p>\n

Arkhipova y sus colegas no se propusieron encontrar tal metiltransferasa, pero la encontraron mientras examinaban el impresionante repertorio de genes de los animales que hab\u00edan adquirido de otros organismos. Los bdelloides son actualmente los poseedores del r\u00e9cord en la cantidad de genes transferidos horizontalmente, explica. Como ella y sus colegas informaron inicialmente en 2008, hasta el 10 por ciento de los genomas de los animales provienen de otras especies, incluidas plantas, hongos y bacterias, al menos un orden de magnitud mayor que el observado en otros animales.<\/p>\n

\n

Son un esc\u00e1ndalo evolutivo.<\/p>\n

Chiara Boschetti, Universidad de Plymouth, haci\u00e9ndose eco de John Maynard Smith<\/p><\/blockquote>\n

Mientras anotaba estos genes robados en el bdeloide Adineta vaga<\/em>, el equipo marc\u00f3 uno porque era una metiltransferasa, dice Arkhipova, uno relativamente nuevo en el genoma de Adineta vaga<\/em>. Se cree que las ADN metiltransferasas de los eucariotas evolucionaron cerca del origen del grupo, antes de que las plantas, los hongos y los animales se separaran unos de otros. La enzima que encontr\u00f3 el grupo Arkhipovas parec\u00eda ser una que se pensaba que era exclusiva de las bacterias, una llamada N4C-metiltransferasa que agrega grupos metilo a una parte diferente de las bases de citosina que las metiltransferasas en otros animales. De hecho, la enzima era m\u00e1s similar a las enzimas de modificaci\u00f3n de restricci\u00f3n bacteriana, que las bacterias usaban para defenderse de las infecciones por fagos, pero en este caso, no estaba asociada con ning\u00fan tipo de sistema de modificaci\u00f3n de restricci\u00f3n, explica Arkhipova.<\/p>\n

Las comparaciones gen\u00f3micas pronto revelaron que la enzima estaba presente en representantes de cada una de las principales familias de la clase Bdelloidea, por lo que el equipo decidi\u00f3 investigar qu\u00e9 podr\u00eda estar haciendo en los animales. Una pista fue que la supuesta enzima bacteriana estaba unida a un motivo eucariota com\u00fan a las prote\u00ednas de uni\u00f3n a la cromatina que se une a ciertas histonas metiladas. Al escanear el genoma del rot\u00edfero en busca del tipo de marcas de metilaci\u00f3n que se sabe que produce esta enzima en las bacterias, el miembro del equipo Fernando Rodr\u00edguez, que se encuentra en el laboratorio de Arkhipovas, descubri\u00f3 que los animales s\u00ed tienen estas marcas epigen\u00e9ticas, y que se concentran en gran medida en secuencias de elementos transponibles. , as\u00ed como algunas repeticiones en t\u00e1ndem.<\/p>\n

La bioqu\u00edmica y colaboradora Irina Yushenova luego tom\u00f3 el gen de la enzima y lo expres\u00f3 en E. coli<\/em>, demostrando que, de hecho, genera marcas de 4mC que podr\u00edan detectarse usando anticuerpos espec\u00edficos. Yushenova demostr\u00f3 adem\u00e1s que los bdelloides poseen una histona metiltransferasa que reconoce preferentemente las marcas de 4 mC en el ADN, us\u00e1ndolas para dirigir la metilaci\u00f3n de las histonas. Por lo tanto, es probable que las dos metiltransferasas trabajen en conjunto para reforzar el silenciamiento g\u00e9nico, concluye el equipo, con la metilaci\u00f3n de histonas provocando la metilaci\u00f3n del ADN y viceversa.<\/p>\n

En muchos sentidos, es similar al sistema de metilaci\u00f3n utilizado por otros animales, pero es una adquisici\u00f3n mucho m\u00e1s reciente, dice Arkhipova. La metiltransferasa derivada de bacterias se encontraba en todos los bdeloides examinados, pero faltaba en los genomas de los rot\u00edferos de la clase Monogononta, lo que sugiere que la transferencia se produjo despu\u00e9s de que los bdelloides se dividieran en su propio grupo hace unos 60 millones de a\u00f1os. Por el contrario, se cree que los sistemas de metiltransferasa en otros animales evolucionaron repetidamente antes de la divisi\u00f3n principal entre los reinos eucariotas hace m\u00e1s de mil millones de a\u00f1os. La adquisici\u00f3n de la enzima de los rot\u00edferos es una especie de recapitulaci\u00f3n de este proceso que ocurri\u00f3 muy temprano en la evoluci\u00f3n, pero con una enzima diferente, dice ella.<\/p>\n

Agregando a la colecci\u00f3n de peculiaridades de los bdelloides<\/h2>\n

Rot\u00edferos bdelloides ya se consideraban rarezas biol\u00f3gicas. Adem\u00e1s de su alto porcentaje de ADN sustra\u00eddo de otros organismos, parecen haber eludido la reproducci\u00f3n sexual durante la mayor parte de los 60 millones de a\u00f1os, lo que los convierte en un curioso caso de estudio para comprender el prop\u00f3sito del sexo. En resumen, son un esc\u00e1ndalo evolutivo, dice Chiara Boschetti, bi\u00f3loga molecular evolutiva de la Universidad de Plymouth en el Reino Unido que estudia rot\u00edferos, haci\u00e9ndose eco de las palabras del bi\u00f3logo evolutivo John Maynard Smith.<\/p>\n

La enzima bacteriana reutilizada puede ayudar a explicar c\u00f3mo los animales son capaces de persistir como organismos predominantemente asexuales. Arkhipova se\u00f1ala que los rot\u00edferos no pueden aprovechar la recombinaci\u00f3n sexual frecuente como medio para deshacerse de las inserciones de elementos transponibles nocivos. Sin embargo, estos TE, tambi\u00e9n conocidos como genes saltadores, solo representan un peque\u00f1o porcentaje de los genomas de animales microsc\u00f3picos, mucho menos que en muchos otros animales. El hecho de que las marcas de 4mC se concentraran en los TE la llev\u00f3 a postular que la enzima podr\u00eda haber sido una adaptaci\u00f3n para ayudarlos a mantener bajo control sus elementos transponibles. A la luz de la extra\u00f1eza de los rot\u00edferos, la propuesta de nuevos estudios de que el sistema epigen\u00e9tico de los animales es \u00fanico entre los metazoos puede no ser tan sorprendente. Sin embargo, el estudio ayuda a confirmar aspectos de la biolog\u00eda de los animales que han sido algo cuestionados, como el volumen de genes transferidos horizontalmente, y lo hace de manera s\u00f3lida, con m\u00faltiples experimentos de refuerzo, dice Boschetti.<\/p>\n

Realmente han demostrado en este art\u00edculo que esta forma alternativa de metilaci\u00f3n ocurre en los rot\u00edferos, dice Vancaester.<\/p>\n

Lee dice que encontr\u00f3 el art\u00edculo especialmente fascinante porque los mecanismos epigen\u00e9ticos pueden contribuir a la adaptaci\u00f3n y plasticidad en especies asexuales, aumentando su capacidad para responder a cambios ambientales r\u00e1pidos que las alteraciones en el propio genoma podr\u00edan. \u00c9l y sus colegas han sugerido, por ejemplo, que la metilaci\u00f3n de histonas en el rot\u00edfero asexual no bdeloide Brachionus koreanus<\/em> puede ayudar a la especie a adaptarse a la acidificaci\u00f3n del oc\u00e9ano.<\/p>\n

Arkhipova dice que ella y su equipo tambi\u00e9n est\u00e1 intrigado por las marcas de metilaci\u00f3n en las repeticiones en t\u00e1ndem y est\u00e1 interesado en descubrir su prop\u00f3sito. Y les gustar\u00eda estudiar funciones potencialmente inusuales de otros genes extra\u00f1os detectados en rot\u00edferos, dice.<\/p>\n

Vancaester dice que es un momento emocionante para estudiar la transferencia horizontal de genes (HGT). Este y muchos otros art\u00edculos muestran que la HGT en eucariotas no solo ocurre, sino que puede tener un efecto en la evoluci\u00f3n, se\u00f1ala. Simplemente creo que encaja en toda una burbuja de art\u00edculos en este momento que muestra que la HGT es relevante.<\/p>\n

Aclaraci\u00f3n (4 de marzo): el texto se ha actualizado para se\u00f1alar la fuente original del t\u00e9rmino evolutivo esc\u00e1ndalo.<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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