Un nuevo estudio realizado en la Universidad de Haifa arroja luz sobre uno de los mecanismos biológicos involucrados en la evolución de las especies: la conservación precisa de la dinámica de la expresión génica en los circuitos reguladores embrionarios juega un papel clave en el mantenimiento de la similitud morfológica entre especies similaresEl Dr. Smadar Ben-Tabou de-Leon, del Departamento de Biología Marina de la Universidad de Haifa, realizó el estudio, que se publicó en la revista. Genética de Plos . Ella explica: "En el estudio actual, encontramos que dos especies de erizos de mar que son tan diferentes entre sí en términos genéticos como lo somos de los ratones, muestran una dinámica altamente conservada de la expresión de sus genes reguladores. Ahoraqueremos examinar la siguiente etapa: si cambiamos la dinámica de los circuitos reguladores, ¿podremos cambiar la morfología del feto? Por ejemplo, ¿un embrión de pepino de mar crecerá un esqueleto como un erizo de mar? "
El erizo de mar Mediterráneo y el erizo de Océano Pacífico son parientes lejanos que se separaron de un ancestro común hace unos cincuenta millones de años. Además del largo período de tiempo transcurrido desde entonces, las dos especies también viven en hábitats profundamente diferentes: el Mediterráneo difiere significativamente del Océano Pacífico en términos de salinidad, temperatura y muchas otras características. En consecuencia, las dos especies muestran una similitud de solo el 85 por ciento en su ADN codificador de proteínas, un nivel similar al que existe entre humanos y ratones.
Sin embargo, el Dr. Ben-Tabou de-Leon continúa, en términos de similitud morfológica, las dos especies tienen una apariencia externa muy similar. Esta similitud se refleja no solo en su forma final: ambas especies son erizos de mar con características muy similaresforma, espinas, etc., pero también en términos de desarrollo embrionario. Las células embrionarias en ambas especies experimentan cambios similares en etapas similares en su desarrollo: las mismas células en ambas especies "eligen" convertirse en el esqueleto, mientras que otras "elija "convertirse en células pigmentarias, células intestinales, etc."
En el presente estudio, que el Dr. de-Leon realizó junto con el Dr. Tsvia Gildor, los investigadores intentaron ubicar el mecanismo biológico que mantiene este alto nivel de similitud entre dos especies que podrían haberse visto muy diferentes dadas sus diferencias genéticas.Eligieron concentrarse en los circuitos reguladores de las células embrionarias. Los circuitos reguladores genéticos consisten en genes de control cuyas relaciones mutuas determinan el tamaño, la ubicación y la función de la célula dentro del embrión. Los resultados mostraron que la dinámica de los circuitos reguladoresson muy similares en ambas especies de erizos de mar. En otras palabras, la expresión temporal de los genes de control es casi idéntica en las dos especies diferentes de erizos de mar una vez que se escalan las tasas de desarrollo ". Hemos encontrado el 'núcleo del sistema' en términosde la similitud entre las especies. Hemos encontrado efectivamente que el embrión en desarrollo puede hacer numerosos ajustes ambientales alterando su perfil de ADNe sin cambiar este 'núcleo' en los circuitos reguladores del desarrollo ", dice el Dr. Ben-Tabou de-Leon.
La Dra. De-Leon ahora está tratando de examinar qué sucede cuando se producen cambios en el núcleo del sistema morfológico. Para hacerlo, va unos años más atrás, o más bien unos pocos millones de años. Pepinos de mar, estrellas de mar y erizos de mar comparten un padre común que data de 500 millones de años. En otras palabras, las tres especies son morfológicamente similares en su etapa embrionaria, pero se desarrollan en adultos completamente distintos. Una de las diferencias clave entre estos organismos es el esqueletovarillas que se desarrollan en el erizo de mar pero no en la estrella de mar o el pepino de mar.El Dr. Ben-Tabou de-Leon buscará investigar el momento de la expresión de los genes de control en cada especie y luego examinar qué sucede cuandoeste momento se altera. La hipótesis es que cambiar el tiempo de la expresión en los genes de control en los pepinos de mar los llevará a desarrollar un esqueleto similar al del erizo de mar.
"El fallecido profesor Steven Gold explicó hace 40 años que la principal fuente de cambio evolutivo son los cambios en la tasa de desarrollo de las especies. En nuestra investigación hemos reconocido que esto está relacionado con el cambio en la tasa de desarrollo de ciertos genes embrionariosLo que estoy buscando es este ritmo y este cambio ", concluyó.
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Materiales proporcionado por Universidad de Haifa . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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