La estructura del genoma no está relacionada con la complejidad morfológica.

El genoma recién descrito de un animal marino, pequeño y transparente, rompe todas las reglas estructurales que hasta ahora se creían importantes en los genomas de los animales, echando por tierra la creencia de que las características arquitectónicas comunes a los genomas, que se observan en todo el reino animal, se mantienen por selección natural.

Un equipo de investigadores de más de una veintena de centros de investigación han participado en este proyecto, dirigidos por Daniel Chourrout (Universidad de Bergen, Noruega) y Patrick Wincker (Universidad de Evry, Francia) y entre los que se encuentra Ismael Cross (Universidad de Cádiz, España), secuenció y analizó el genoma de Oikopleura dioica, el genoma animal más pequeño conocido, con solamente 70 millones de pares de bases (Mb). Los resultados, que se publican en Science, muestran que el genoma puede ser muy flexible y seguir manteniendo la funcionalidad.

Se han observado similitudes muy notables en la organización del genoma de especies tan distantes como los humanos y las esponjas marinas. Estos elementos comunes del genoma (que incluyen el orden de los genes, la organización de los intrones y exones y la variedad de genes de desarrollo) han hecho que se infiriese que la arquitectura genómica animal es esencial para preservar la función, por lo que sería mantenida activamente por la selección natural. El genoma de Oikopleura pone en cuestión esta inferencia.

Oikopleura [en la imagen un ejemplar joven] es un urocordado planctónico que evoluciona muy rápidamente, con mutaciones constantes en sus genomas nuclear y mitocondrial. Esta evolución rápida se debe probablemente al hecho de que el animal pasa la mayor parte de su vida justo debajo de la superficie del océano, bombardeado por rayos ultravioletas y otros mutágenos.

Cuando el equipo de investigadores comparó el genoma de Oikopleura con los del resto de animales de distintas ramas animales encontró que no había ninguno similar. Estas son las tres diferencias principales:

· El genoma era extremadamente compacto, con poco más o menos el mismo número de genes que el genoma humano (aproximadamente 18.000) pero usando una secuencia de ADN 40 veces más corta.

· Mientras que los animales, desde las anémonas a los primates, han conservado la localización física relativa de ciertos genes, los de Oikopleura parece que hubiesen sido barajados como un mazo de cartas: comparado con los demás parece que los genes estuviesen dispuestos al azar. Sin embargo, Oikopleura tiene muchas de las mismas características fenotípicas de otros urocordados con una arquitectura genómica “tradicional”.

· Otra peculiaridad son las localizaciones de los intrones, segmentos no codificantes de ADN que interrumpen las secuencias codificantes de la mayoría de los genes. La mayoría de las localizaciones de los intrones, otra característica estructural conservada en los filos animales, no aparecen y, por otro lado, hay otros muchos por todos lados. Aproximadamente 5 de cada 6 son nuevos. De aquellos, algunos son muy similares en secuencia a los intrones vecinos, lo que añade nueva leña al viejo debate: ¿de dónde vienen los intrones? Los intrones de la mayoría de los animales son tan antiguos que no se parecen en nada a sus precursores, por lo que ha sido difícil determinar sus orígenes. Pero algunos de los nuevos intrones de Oikopleura son muy similares unos a otros, incluyendo cuatro pares de intrones idénticos, lo que parecería indicar que los intrones pueden multiplicarse en el genoma.

En conjunto el genoma de Oikopleura dioica desafía la idea de que la arquitectura genómica “normal” observada en muchos animales se conserva como necesaria por la selección natural. Esta investigación hace dos cosas, por una parte aporta pruebas abundantes de que hay poca conexión entre la evolución de la complejidad morfológica y del desarrollo y los aspectos estructurales de la evolución del genoma. Y por otra pone de manifiesto, una vez más, al menos para quien esto escribe, que la ciencia no es otra cosa sino una forma organizada de escepticismo.

Referencia:

Denoeud, F., Henriet, S., Mungpakdee, S., Aury, J., Da Silva, C., Brinkmann, H., Mikhaleva, J., Olsen, L., Jubin, C., Canestro, C., Bouquet, J., Danks, G., Poulain, J., Campsteijn, C., Adamski, M., Cross, I., Yadetie, F., Muffato, M., Louis, A., Butcher, S., Tsagkogeorga, G., Konrad, A., Singh, S., Jensen, M., Cong, E., Eikeseth-Otteraa, H., Noel, B., Anthouard, V., Porcel, B., Kachouri-Lafond, R., Nishino, A., Ugolini, M., Chourrout, P., Nishida, H., Aasland, R., Huzurbazar, S., Westhof, E., Delsuc, F., Lehrach, H., Reinhardt, R., Weissenbach, J., Roy, S., Artiguenave, F., Postlethwait, J., Manak, J., Thompson, E., Jaillon, O., Du Pasquier, L., Boudinot, P., Liberles, D., Volff, J., Philippe, H., Lenhard, B., Crollius, H., Wincker, P., & Chourrout, D. (2010). Plasticity of Animal Genome Architecture Unmasked by Rapid Evolution of a Pelagic Tunicate Science DOI: 10.1126/science.1194167