No hay necesidad de reinventar la rueda genética.
Esa es una lección de un nuevo estudio que analiza la saliva de humanos, gorilas, orangutanes, macacos y monos verdes africanos para obtener información sobre la evolución.
La investigación, publicada el 25 de agosto en Informes científicos examinó un gen llamado MUC7 que le dice al cuerpo cómo crear una proteína salival del mismo nombre. La proteína, que es larga y delgada, forma la columna vertebral de una molécula en forma de cepillo de botella que ayuda a darle a la saliva su viscosidad pegajosa y pegajosaconsistencia.
El estudio encontró que dentro del gen MUC7, las instrucciones para construir componentes importantes del cepillo de botella se repitieron varias veces en cada una de las cinco especies de primates estudiadas. Los gorilas tenían la menor cantidad de copias de esta información 4-5, mientras que los monos verdes africanostuvo la mayor cantidad 11-12. Los humanos cayeron en algún punto intermedio, con 5-6.
A través de un análisis en profundidad de la historia evolutiva de MUC7, los investigadores concluyeron que tener numerosas copias de las instrucciones repetidas probablemente confirió una ventaja evolutiva a los primates, posiblemente al mejorar rasgos importantes de la saliva, como su lubricidad y, quizás aún más importante, su capacidad para unirse a los microbios una capacidad que puede ayudar a frenar la enfermedad.
¿La lección para llevar?
La evolución puede favorecer la expansión de herramientas genéticas probadas y verdaderas, además del desarrollo de herramientas totalmente nuevas, dice el biólogo de la Universidad de Buffalo, Omer Gokcumen, quien dirigió el estudio junto con Stefan Ruhl, un investigador salival en biología oral de la UBDepartamento.
"No siempre tienes que inventar una nueva herramienta", dice Gokcumen, PhD, profesor asistente de ciencias biológicas en la UB. "A veces, solo necesitas amplificar la herramienta que ya tienes".
En el caso de MUC7, la repetición de instrucciones genéticas clave una y otra vez resultó en proteínas más largas y densas, que probablemente son mejores para realizar dos tareas de protección: lubricar la boca, que facilita hablar, masticar y otras funciones vitales, y engancharseen microbios, una acción que se cree que acelera la eliminación de los patógenos causantes de enfermedades de la cavidad oral.
La evolución de MUC7
Las instrucciones genéticas que se repiten dentro del gen MUC7 son lo que los científicos llaman repeticiones en tándem: cadenas cortas de ADN que se encuentran varias veces dentro del gen.
El nuevo estudio muestra que a medida que evolucionaban los primates, el ADN en sus repeticiones en tándem MUC7 a veces cambiaba en algunos lugares una parte normal de la evolución.
Pero el material genético se mantuvo igual en una forma clave: pedazos de ADN que le dijeron al cuerpo cómo hacer que los aminoácidos serina y treonina, dos componentes vitales del esqueleto del cepillo de botella, persistieran en todos los primates. Las instrucciones para crear serinay treonina se encontraron en el mismo lugar en repeticiones en tándem a través de humanos, gorilas, orangutanes, macacos y monos verdes africanos.
La probabilidad de que esto suceda al azar es pequeña, lo que sugiere que esas secuencias genéticas proporcionaron una ventaja evolutiva a sus anfitriones, dice Gokcumen.
Esta hipótesis se ve reforzada por el papel crucial que desempeñan la serina y la treonina en la función de la proteína MUC7. Dentro de MUC7, los dos compuestos actúan como puntos de anclaje para las moléculas de azúcar, que sobresalen de la estructura de la proteína como las cerdas de un cepillo. Son estoscerdas que llevan a cabo la importante tarea de unirse a los microbios.
La investigación aclara cómo las repeticiones en tándem pueden servir como bloques de construcción modulares para una rápida adaptación evolutiva.
"Las repeticiones en tándem pueden ser una forma importante de que muchos genes diferentes en el genoma se adapten rápidamente a sus entornos", dice Duo "Erica" Xu, primer autor del estudio y estudiante de doctorado en ciencias biológicas en la Facultad de Artes y Ciencias de la UB.
La investigación se basa en el trabajo innovador de los científicos en el departamento de biología oral de UB, que descubrieron la proteína MUC7 hace más de 30 años y secuenciaron el gen MUC7, dice Ruhl, profesor en ese mismo departamento, que es parte de la Escuela UBde medicina dental.
"La saliva es un fluido corporal importante que ha sido subestimado durante mucho tiempo por la ciencia biomédica convencional", dice Ruhl. "Es sorprendente ver que la investigación sobre MUC7 despegue nuevamente con tecnología moderna. En los próximos años,Esperamos aprender mucho más sobre la importancia de la saliva para la salud humana a través de estudios interdisciplinarios con genetistas evolutivos ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Buffalo . Original escrito por Charlotte Hsu. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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