Los biólogos evolutivos en el Centro de Investigación del Cáncer Fred Hutchinson, la Universidad de Washington y la Universidad de Utah pueden haber resuelto un acertijo evolutivo centenario: ¿Cómo surgieron dos especies relacionadas de moscas de la fruta de una?
Los investigadores han ayudado a responder esta pregunta mediante el descubrimiento de un gen responsable de dividir dos especies de moscas de la fruta. La existencia de este misterioso gen se había adivinado desde 1910, cuando los genetistas notaron por primera vez que los dos tipos de moscas, cuando se aparearon,solo tuvo hijas y no hijos. La definición de una especie es que no puede reproducirse con éxito con otra especie; comprender estas barreras reproductivas es clave para comprender la especiación.
Los hallazgos, publicados el viernes en ciencia , surgió de una colaboración de los laboratorios del biólogo evolutivo Dr. Harmit Malik, miembro de la División de Ciencias Básicas de Fred Hutch, y el genetista de moscas Dr. Nitin Phadnis, profesor asistente y Mario R. Capecchi Cátedra Dotada de Biología en elUniversidad de Utah.
Malik y Phadnis se reunieron por primera vez para hacer una lluvia de ideas sobre el experimento que resolvería este enigma evolutivo cuando Phadnis era becario postdoctoral en el laboratorio Fred Hutch de Malik. Los investigadores planearon mutar una de las especies de moscas con la esperanza de interrumpir aleatoriamente el gen misterioso y asípermitiendo que nazcan los machos.
Debido a que sabían que las moscas tendrían muchas otras mutaciones esparcidas a lo largo de su genoma, calcularon que tendrían que encontrar siete moscas macho raras para determinar de manera concluyente la identidad del gen misterioso. Desde ese momento, los científicos se refirieron en broma a los hijos esquivoscomo los siete samuráis, después de la clásica película de Akira Kurosawa del mismo nombre.
Los investigadores estimaron que el experimento de los siete samuráis tardaría unos seis meses en mutar, aparearse y examinar los pequeños insectos. Seis meses después, no encontraron moscas macho. Sin embargo, aproximadamente un año después de eso, después de aparear unas 55,000 madres yparejas de padres mutantes, los investigadores examinaron 330,000 moscas hijas y encontraron seis hijos preciosos.
Nunca encontraron su séptimo samurai, pero resultó que no lo necesitaban. En colaboración con colegas de la Universidad de Washington, Malik y Phadnis descubrieron que los seis machos tenían mutaciones en el mismo gen, lo que significa queencontraron lo que buscaban.
Conocido como gfzf, este gen del punto de control del ciclo celular es importante para regular cómo las células progresan a través de la división. Para estas especies de moscas en particular, Drosophila melanogaster y Drosophila simulans, también parece desempeñar un papel en la especiación: cómo una especie evoluciona endos.
El descubrimiento de que gfzf causa la muerte o la infertilidad en los híbridos de moscas de la fruta "es realmente importante en la biología del cáncer", dijo Phadnis. "Los biólogos del cáncer están interesados en los puntos de control del ciclo celular porque puede contraer cáncer cuando estos se deterioran [y las células proliferan sin control]Los biólogos quieren entender la maquinaria. Este trabajo muestra que algunos de esos componentes en la maquinaria de vigilancia del ciclo celular pueden estar cambiando rápidamente ".
Malik agregado: "La vigilancia del ciclo celular por genes como gfzf juega un papel importante en la corrección de errores en el ciclo celular que podrían provocar cánceres si no se corrigen. Nuestro trabajo sugiere que la biología del cáncer y la especiación pueden ser parte del mismo continuo de la biologíaprocesos "
El problema de la especiación ha molestado a los biólogos evolutivos durante más de 100 años, pero es solo con el advenimiento de las herramientas moleculares modernas que fue posible encontrar este gen, dijo Malik.
"No había forma de usar un enfoque genético tradicional. Necesitábamos un enfoque totalmente nuevo basado en la genómica para entender esto", dijo Malik, también investigador del Instituto Médico Howard Hughes. "Entonces, en el fondo es un problema genético,pero la genética tradicional no puede resolver este problema "
Ahora que los investigadores han descubierto la solución a este único evento de especiación, piensan que su técnica podría usarse para resolver muchos otros enigmas sobre cómo surgen las especies, siempre que esas especies sean lo suficientemente pequeñas como para estudiar por decenas o cientosde miles en el laboratorio, dijo Malik.
Este trabajo fue financiado en el Laboratorio Malik por subvenciones de los Institutos Nacionales de Salud, el Instituto Médico Howard Hughes y la Fundación G. Harold & Leila Y. Mathers.
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Materiales proporcionados por Centro de Investigación del Cáncer Fred Hutchinson . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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