Los biólogos de la Universidad del Estado de Kansas están desnatando la escoria del estanque en busca de pistas de evolución multicelular y posible origen del cáncer.
Brad Olson, profesor asistente en la División de Biología; Erik Hanschen, estudiante de doctorado en la Universidad de Arizona; Hisayoshi Nozaki, Universidad de Tokio; y un equipo internacional de investigadores descubrió que un solo gen es responsable de la evolución de los organismos multicelulares.El estudio se publica en una edición reciente de Comunicaciones de la naturaleza .
Olson y Hanschen estaban buscando qué causó que los organismos unicelulares evolucionaran a organismos multicelulares cuando descubrieron la importancia de un solo gen, el retinoblastoma o RB. Olson y Hanschen descubrieron que RB, conocido por ser defectuoso en pacientes con cáncer, esun gen crítico necesario para la vida multicelular. Según Olson, las teorías anteriores indicaban que múltiples genes podrían ser responsables de la multicelularidad.
"En lugar de la situación en la que cientos de genes tienen que evolucionar simultáneamente, es un cambio muy sutil en un gen que causa una reprogramación del ciclo celular", dijo Olson. "No solo encontramos un gen crítico para la multicelularidad, sinoResulta que es un supresor tumoral y es mucho más fácil desarrollar multicelularidad de lo previsto ".
Financiado por la National Science Foundation y los Institutos Nacionales de Salud, Olson, Hanschen y sus colegas compararon genomas de algas multicelulares llamadas Gonium pectorale y su parga unicelular, Chlamydomonas reinhardtii. El gen RB está en ambas algas pero tiene pequeñasdiferencias en la estructura y cómo regula los ciclos celulares.
"RB juega un papel fundamental en la multiplicación celular al regular los ciclos celulares justo antes de que comience la replicación del ADN", dijo Olson. "El cáncer ocurre cuando este gen es defectuoso. En términos de ciclo celular y progresión del cáncer, piense en RB como los frenos ensu automóvil. Cuando los frenos están defectuosos, no hay forma de controlar cómo se detiene el vehículo "
La multicelularidad ha evolucionado docenas de veces de forma independiente, según los investigadores.
"Es bien sabido que las plantas, los animales y los hongos evolucionaron independientemente, pero también lo hicieron las algas rojas, verdes y marrones, las algas volvocinas, los mohos y las bacterias; es un proceso que ha sucedido muchas, muchas veces", dijo Hanschen."El resultado que encontramos con RB es intrigante porque esta vía y este gen se comparten entre muchos de estos grupos multicelulares independientes, que están separados por cientos de millones de años".
Cuando los investigadores tomaron el gen RB de Gonium y lo introdujeron en Chlamydomonas, causó que Chlamydomonas se volviera multicelular.
"Gonium es representativo de los primeros pasos hacia la evolución de organismos multicelulares complejos como plantas y animales", dijo Olson. "Estos hallazgos tienen el potencial de ayudar a los científicos a comprender el origen del cáncer y pueden contribuir a las capacidades futuras para tratar ydetectar cáncer "
Colaboradores de investigación en la Universidad del Estado de Kansas incluyen Tara Marriage, asociada postdoctoral; Jaden Anderson, senior en biología, Overland Park; y Halle Sparks, junior en biología, St. Louis, Missouri. Entre los colaboradores adicionales se incluyen Richard Michod, University of Arizona; yTakashi Hamaji, Universidad de Tokio.
Olson probó por primera vez el gen RB en 2012 y luego organizó todo el equipo de investigación para investigar numerosas otras teorías para la evolución multicelular.
"Ha habido muchas hipótesis sobre cómo evolucionó la multicelular", dijo Olson. "Revisamos y probamos todas esas hipótesis. Queríamos asegurarnos de que nuestro hallazgo fuera el mejor".
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Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Kansas . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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