Los tardígrados y la transferencia genética horizontal

Imagen de un tardígrado, animal acuático que promedia medio milímetro de longitud
 

Investigadores de la Universidad del Norte de Carolina han secuenciado el genoma del tardígrado, el animal que mejor sobrevive los extremos, y encontraron una característica única.

El tardígrado es el único animal, hasta donde sabemos, que puede sobrevivir en el vacío del espacio exterior. También subsiste en condiciones de radiación alta, de frío extremo y de calor intenso (desde -272 a 151 grados centígrados). La radiación cósmica, la deshidratación (aunque es un animal acuático) y la microgravedad no tienen efectos negativos sobre el tardígrado; tolera, por si fuera poco, hasta 6 mil atmósferas de presión. Este nuevo estudio, dirigido por Thomas Boothby y publicado esta semana por PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences), se basó en la decodificación del genoma de un tardígrado (Hypsibius dujardini) y describe una peculiaridad más: Una buena parte de su material genómico, el 17.5%, es de origen exógeno.

Hasta ahora no se sabía que el genoma de un animal podía estar compuesto de tanto material externo. Otros animales obtienen material por transferencia genética horizontal (TGH), pero nunca se había visto un porcentaje mayor al 6%. TGH es un proceso en el que un organismo obtiene material genético de otro sin ser su descendiente. “Solemos imaginarnos el árbol de la vida con material genético pasando de forma vertical del papá y la mamá a sus vástagos”, dijo Boothby, “pero el fenómeno de transferencia genética horizontal cada vez es más aceptado y mejor entendido, por lo menos en ciertos organismos, y está empezando a cambiar nuestra manera de pensar sobre la evolución, la herencia de material genético y la estabilidad de los genomas. Así que, en vez de pensar en el árbol de la vida, debemos imaginar una red de vida y material genético cruzando de rama a rama. Por eso es apasionante; hemos empezado a ajustar nuestra comprensión de cómo funciona la evolución”.

Secuencia de imágenes de un tardígrado mientras nada. (c) Cosmos
 

El estudio también examina la relación entre el material genético de origen exógeno y el elevado factor de resistencia a condiciones extremas. El tardígrado es, sin lugar a dudas, el extremófilo más complejo, existe en el registro fósil desde hace 500 millones de años y ha ido incorporando a su genoma la información de muchos otros seres vivos. Al estudiar el genoma del Hypsibius dujardini, los investigadores identificaron un complemento genético de más de 6 mil genes de origen exógeno, genes de bacterias, de fungi y hasta de plantas. También sugirieron que los animales extremófilos deben estar predispuestos a adquirir genes exógenos y que el fenómeno de TGH está más extendido y es más común de lo que se pensaba.

Los autores del estudio ofrecieron una explicación de por qué el tardígrado goza de un papel formidable en las estadísticas actuales de TGH en animales. Comúnmente, los tardígrados sobrellevan y sobreviven procesos de desecación y rehidratación; durante el primer proceso, tiene lugar cierto nivel de degeneración en el material genético dentro de sus células. Al rehidratarse, las paredes de las células pierden su impermeabilidad y dejan entrar material genético ajeno. Finalmente, en la etapa de restauración, el tardígrado repara su propio material genético dañado y puede incorporar el material exógeno. En principio, se trata de material que penetró sus células de forma aleatoria pero que, especularon, es elegido o descartado según su utilidad.

En la actualidad, un equipo de la Universidad de Keio, en Tokio, se encuentra analizando el genoma de otra especie de tardígrados, el Ramazzotius varieornatus, en busca de los procesos específicos que le permiten proteger y reparar su material genómico después de irradiaciones de doses masivas de rayos ultravioleta.

Autor: IIEH

Fuentes:

Evidencia de una extensa trasferencia horizontal genética en el genoma de un tardígrado

PNAS: El tardígrado, el único animal que puede sobrevivir en el vacío del espacio

Una cantidad enorme del genoma de un tardígrado proviene de ADN exógeno

El tardígrado