ARRIBA: ISTOCK.COM, SILVERV <\/p>\n
Una nueva investigaci\u00f3n desaf\u00eda la suposici\u00f3n general de que las mutaciones gen\u00e9ticas ocurren al azar y luego se mantienen o desechados por selecci\u00f3n natural. En el estudio, publicado el 14 de enero en Genome Research<\/em>, los cient\u00edficos encontraron que la tasa de una mutaci\u00f3n espec\u00edfica con implicaciones importantes para la salud no es aleatoria, sino que ocurre con mayor o menor frecuencia en diferentes poblaciones que han experimentado presiones ambientales espec\u00edficas durante el curso de generaciones.<\/p>\n El bi\u00f3logo evolutivo de la Universidad de Haifa, Adi Livnat, y su equipo analizaron de decenas a cientos de millones de espermatozoides de cada uno de siete donantes de Ghana y cuatro de Europa, comparando la frecuencia con la que ocurr\u00edan mutaciones en regiones de dos genes de subunidades de hemoglobina en cada grupo. Descubrieron que la mutaci\u00f3n de la hemoglobina S (HbS) del gen de la subunidad beta de la hemoglobina (HBB<\/em>), que se sabe que protege contra la malaria pero causa la enfermedad de c\u00e9lulas falciformes cuando hay dos copias presentes, ocurri\u00f3 con m\u00e1s frecuencia en muestras de la cohorte africana que de la europea, mientras que las mutaciones en el gen similar y cercano de la subunidad delta, que no protege contra la malaria, no lo hicieron.<\/p>\n Debido a que el estudio se centr\u00f3 en muestras de esperma, que son equivalentes a una sola generaci\u00f3n, la selecci\u00f3n natural y la deriva gen\u00e9tica no influyeron en la prevalencia de las mutaciones, dice Livnat a The Scientist<\/em>. Y dada la importancia m\u00e9dica de la mutaci\u00f3n que muestra una mayor incidencia en la cohorte africana, Livnat dice que los resultados plantean un desaf\u00edo fundamental a la noci\u00f3n de mutaci\u00f3n aleatoria\u00bb.<\/p>\n Universidad de California, Davis, investigador de gen\u00f3mica J. Gray Monroe se encuentra entre varios investigadores con los que habl\u00f3 The Scientist<\/em> que se muestran esc\u00e9pticos de que los resultados respalden una afirmaci\u00f3n tan sustancial, ya que estudios anteriores han encontrado tasas de mutaci\u00f3n variables en grandes regiones del genoma, que Monroe y otros sostienen que no est\u00e1n en en conflicto con un proceso mutacional fundamentalmente aleatorio. A\u00fan as\u00ed, dice que los resultados de los art\u00edculos son bastante interesantes, porque muestran que las diferencias en las tasas de mutaci\u00f3n pueden estar ocurriendo hasta una resoluci\u00f3n muy fina, que pueden diferir entre poblaciones, y eso podr\u00eda ayudar a explicar la evoluci\u00f3n. procesos como la adaptaci\u00f3n a la enfermedad.<\/p>\n La sabidur\u00eda convencional sugiere que las mutaciones ocurren en todo el genoma a un ritmo m\u00e1s o menos aleatorio debido a factores tales como errores en el proceso de replicaci\u00f3n o da\u00f1o al material gen\u00e9tico por exposici\u00f3n a radiaci\u00f3n, qu\u00edmicos o pat\u00f3genos. Sin embargo, Livnat dice que ha pasado a\u00f1os investigando la naturaleza fundamental de la mutaci\u00f3n y afirma que no siempre es as\u00ed. En cambio, le dice a The Scientist <\/em>por correo electr\u00f3nico, algunas mutaciones pueden demostrar una respuesta mutacional direccional a largo plazo, donde el genoma es capaz de responder a informaci\u00f3n externa y cambiar regiones espec\u00edficas de manera espec\u00edfica.<\/p>\n Nuestros resultados plantean un desaf\u00edo fundamental a la noci\u00f3n de mutaci\u00f3n aleatoria.<\/p>\n Adi Livnat, Universidad de Haifa<\/p><\/blockquote>\n Para buscar evidencia de esta idea, Livnat y su equipo se propuso calcular la tasa de mutaci\u00f3n de novo para una regi\u00f3n de seis pares de bases de HBB<\/em> que incluye el sitio de mutaci\u00f3n de HbS y la regi\u00f3n id\u00e9ntica en el delta de hemoglobina cercano (HBD<\/em> ) genera solo 7.000 pares de bases de distancia seg\u00fan el art\u00edculo. Eso requiri\u00f3 apartarse de la metodolog\u00eda de otros estudios de tasas de mutaci\u00f3n y usar t\u00e9cnicas que permitieron al equipo apuntar y detectar mutaciones de novo en regiones del genoma sin precedentes hasta la escala de posiciones base espec\u00edficas.<\/p>\n El problema Lo que enfrentan los estudios de mutaciones de novo es que las personas generalmente solo tienen varias docenas de mutaciones de novo dispersas a lo largo de los 6.400 millones de bases que componen su genoma, explica Livnat. Entonces, para obtener suficientes observaciones de cualquier mutaci\u00f3n particular de inter\u00e9s, tendr\u00eda que secuenciar una fracci\u00f3n sustancial de la poblaci\u00f3n humana mundial, lo cual, agrega, es totalmente poco pr\u00e1ctico.<\/p>\n Para sortear ese problema, el equipo secuenci\u00f3 muestras de esperma de individuos, porque una muestra de esperma de 100 millones Las c\u00e9lulas le dar\u00edan una representaci\u00f3n de la mitad de los genomas de 100 millones de individuos potenciales en un solo tubo de ensayo, dice Livnat. Primero, extrajeron el ADN de las muestras y le pusieron un c\u00f3digo de barras para la mutaci\u00f3n relevante, luego realizaron una amplificaci\u00f3n tanto lineal como por PCR. Despu\u00e9s de controlar los falsos positivos del proceso de amplificaci\u00f3n, los investigadores encontraron que las mutaciones de novo en HBB<\/em> ocurrieron a una tasa significativamente mayor entre las muestras ghanesas que entre las muestras europeas, mientras que la tasa de mutaciones en HBD <\/em> fue similar entre los dos grupos. Livnat dice que el hallazgo sugiere fuertemente que las tasas de mutaci\u00f3n de novo pueden estar influenciadas en la escala de genes individuales y por factores ambientales, en este caso, el riesgo de contraer malaria.<\/p>\n Si el m\u00e9todo es s\u00f3lido (tiempo lo dir\u00e1), es una adici\u00f3n muy \u00fatil al arsenal para atacar el problema de la variaci\u00f3n de la tasa de mutaci\u00f3n a microescala.<\/p>\n Laurence Hurst, Universidad de Bath<\/p><\/blockquote>\n No creo que sea una coincidencia que el La mutaci\u00f3n HbS, que brinda protecci\u00f3n contra la malaria, se origina de novo con m\u00e1s frecuencia en los africanos subsaharianos que en los europeos, dice Livnat. Tampoco creo que sea una coincidencia que se origine con mayor frecuencia en el gen en el que proporciona esta protecci\u00f3n en comparaci\u00f3n con el gen de la globina delta cercano casi id\u00e9ntico, en el que podr\u00eda ocurrir precisamente la misma mutaci\u00f3n pero no proporcionar\u00eda protecci\u00f3n.<\/strong><\/p>\n El estudio se suma a a\u00f1os de investigaci\u00f3n que demuestran que las tasas de mutaci\u00f3n no son aleatorias en todo el genoma, pero Livnat dice que este es el primer art\u00edculo que muestra que la La tasa de mutaci\u00f3n de un gen puede responder de manera adaptativa a una presi\u00f3n ambiental, independientemente de cualquier fluctuaci\u00f3n en la prevalencia de mutaciones que se produzca a trav\u00e9s de la deriva gen\u00e9tica o la selecci\u00f3n natural.<\/p>\n Muchos investigadores sostienen que los estudios previos sobre el tema no son incompatibles con la mutaci\u00f3n natural. siendo la selecci\u00f3n el motor \u00faltimo de los cambios gen\u00f3micos a largo plazo. Por ejemplo, un estudio anterior en Nature<\/em> que ilustra que los genes esenciales para la supervivencia y la reproducci\u00f3n en Arabidopsis thaliana<\/em> tienen tasas de mutaci\u00f3n m\u00e1s bajas provoc\u00f3 una disputa sobre la sem\u00e1ntica de la aleatoriedad: s\u00ed, algunos argumentaron , el estudio indic\u00f3 que las tasas de mutaci\u00f3n difer\u00edan en todo el genoma, pero sostuvieron que el mecanismo para proteger esos genes probablemente surgi\u00f3 al azar y fueron seleccionados por una idea conocida como teor\u00eda del modificador. Como dijo Monroe, autora principal del estudio anterior, a The Scientist <\/em>en ese momento: La evoluci\u00f3n cre\u00f3 mecanismos que cambiaron la forma en que funciona la evoluci\u00f3n. Sin embargo, Livnat dice que los hallazgos del nuevo estudio no pueden explicarse mediante la teor\u00eda del modificador porque la mutaci\u00f3n espec\u00edfica en cuesti\u00f3n es demasiado peque\u00f1a para que cualquier mutaci\u00f3n modificadora que la promueva se mantenga en el genoma a lo largo del tiempo.<\/p>\n Otros investigadores en el campo le dijeron a The Scientist <\/em>que no est\u00e1n del todo convencidos por las conclusiones generales del estudio sobre la naturaleza de la evoluci\u00f3n, aunque quedaron impresionados por la representa un avance tecnol\u00f3gico.<\/p>\n Si el m\u00e9todo es robusto (el tiempo lo dir\u00e1), es una adici\u00f3n muy \u00fatil al arsenal para atacar el problema de la variaci\u00f3n de la tasa de mutaci\u00f3n a microescala, dice el genetista evolutivo de la Universidad de Bath, Laurence Hurst. por correo electr\u00f3nico Como dicen los autores, esto es problem\u00e1tico debido a la secuenciaci\u00f3n est\u00e1ndar de la descendencia de los padres en cualquier tr\u00edo dado de mam\u00e1, pap\u00e1 e hijo, generalmente solo recuperamos 10 de mutaci\u00f3n en el ni\u00f1o, por lo que necesitamos muchos de esos tr\u00edos incluso para controlar los patrones a gran escala. La capacidad de determinar de manera selectiva y precisa las tasas de mutaci\u00f3n en una zona tan peque\u00f1a si es robusta es realmente valiosa.<\/p>\n Monroe comparte un sentimiento similar y le dice a The Scientist<\/em> que el m\u00e9todo que utilizan es definitivamente emocionante. ya que permite la secuenciaci\u00f3n ultra profunda de regiones peque\u00f1as para ver con precisi\u00f3n con qu\u00e9 frecuencia surgen mutaciones espec\u00edficas.<\/p>\n Sin embargo, Monroe tambi\u00e9n se\u00f1ala que la cantidad de espermatozoides que contienen mutaciones de HbS puede diferir de la cantidad de veces que la mutaci\u00f3n realmente surgi\u00f3, explicando que un solo evento de mutaci\u00f3n podr\u00eda conducir a m\u00faltiples espermatozoides que portan la mutaci\u00f3n si ocurriera antes del proceso de replicaci\u00f3n celular. Livnat no est\u00e1 de acuerdo con esta cr\u00edtica y le explica a The Scientist<\/em> que su equipo realiz\u00f3 pruebas estad\u00edsticas que explicaron el fen\u00f3meno que describe Monroe, al que llama dependencia clonal, y que [l]a tasa de mutaci\u00f3n de HbS en general tambi\u00e9n permanece significativamente m\u00e1s alto de lo esperado incluso suponiendo la cantidad m\u00e1xima de dependencia clonal posible.<\/p>\n Monroe dice que es dif\u00edcil tomar las conclusiones de los documentos al pie de la letra hasta que los investigadores encuentren una explicaci\u00f3n clara del mecanismo que impulsa la diferencia en la mutaci\u00f3n tarifas Sin un mecanismo plausible, es dif\u00edcil convencerse de que no es solo una coincidencia que este gen mute m\u00e1s en los africanos, incluso si fuera ventajoso, dice Monroe.<\/p>\n Hurst tiene una curiosidad similar sobre el mecanismo subyacente que impulsa la tasa de mutaci\u00f3n aparentemente adaptativa, aunque dice que la observaci\u00f3n b\u00e1sica es intrigante. Tambi\u00e9n sugiere que existe una gran posibilidad de que una determinaci\u00f3n sesgue la observaci\u00f3n de una tasa de mutaci\u00f3n elevada porque los autores la estaban buscando. Una vez m\u00e1s, responde Livnat, argumentando que los hallazgos no pueden explicarse por ning\u00fan tipo de sesgo de determinaci\u00f3n porque el equipo descubri\u00f3 que la tasa de mutaci\u00f3n de HbS era m\u00e1s baja en las muestras de Europa, donde la mutaci\u00f3n no tiene importancia adaptativa.<\/p>\n En cuanto a las preguntas sobre el mecanismo subyacente, Livnat dice que pueden responderse mediante investigaciones posteriores. Agrega que no le sorprende enfrentar el rechazo o la cr\u00edtica, ya que [l]a idea de que las mutaciones son accidentales ha prevalecido durante m\u00e1s de 100 a\u00f1os, y no se admitir\u00e1 f\u00e1cilmente que no explica los hechos.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" ARRIBA: ISTOCK.COM, SILVERV Una nueva investigaci\u00f3n desaf\u00eda la suposici\u00f3n general de que las mutaciones gen\u00e9ticas ocurren al azar y luego se mantienen o desechados por selecci\u00f3n natural. 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