Una nueva secuencia del genoma de alta definición del pepino de mar proporciona información molecular sobre su capacidad de regeneración, según un nuevo estudio publicado el 12 de octubre en la revista de acceso abierto PLOS Biología por Xiaojun Zhang, Lina Sun, Hongsheng Yang y Jianhai Xiang, del Instituto de Oceanología, Academia de Ciencias de China y sus colegas. La secuencia del genoma también ayuda a explicar por qué el pepino de mar tiene una estructura esquelética tan radicalmente diferente a la de otros miembros deel filo equinodermo, y puede ser útil para comprender la evolución del reino animal.
Los pepinos de mar forman una clase de equinodermos, un filo que también incluye erizos de mar y estrellas de mar "pez estrella". Los equinodermos y cordados un filo estrechamente relacionado que incluye a los humanos comparten una característica que los distingue de la mayoría de los otros animales: son los llamados deuterostomas, en los cuales el ano, en lugar de la boca, se forma primero en el desarrollo. Los pepinos de mar son únicos entre los equinodermos por no tener un exoesqueleto de calcio endurecido, y en su capacidad para regenerar partes del cuerpo y vísceras dañadas o perdidasen mucho mayor medida que los erizos de mar o las estrellas de mar.
Para explorar los fundamentos genéticos de estas características y comprender mejor la evolución de los deuterostomas, los autores realizaron una secuenciación genómica de alta definición del pepino de mar Apostichopus japonicus también conocido como el pepino de mar japonés, cubriendo aproximadamente el 92% dese estima en 880 megabases de ADN, incluidos más de 30,000 genes.
Al comparar el genoma de A. japonicus con el de otros organismos, los autores encontraron evidencia de que los equinodermos divergían de los hemicordados un pequeño grupo de deuterostomas marinos que incluye los gusanos de bellota hace unos 533 millones de años y los pepinos de mar se separaronde otras clases de equinodermos hace unos 479 millones de años. Los autores demostraron que si bien el genoma del erizo de mar incluye 31 genes para la biomineralización, fundamental para formar un esqueleto calcificado, el pepino de mar tiene solo siete de esos genes. También descubrieron que el pepino de mar expresabaestos genes de biomineralización a niveles mucho más bajos a lo largo del desarrollo, probablemente representan sus cuerpos más blandos en comparación con los erizos de mar.
Como estrategia para ahuyentar a los depredadores, los pepinos de mar pueden expulsar sus vísceras, que luego pueden regenerar en varias semanas. Los autores encontraron un grupo de genes duplicados, llamados genes similares a PSP94, que se expresaron específicamente en los intestinos en regeneración deEl pepino de mar, que no tenía genes correspondientes en otros equinodermos, sugiere que estos genes pueden ser cruciales para la capacidad de los animales de regenerar rápidamente sus vísceras. Un segundo grupo de genes, llamados proteínas relacionadas con el fibrinógeno, también se duplicaron y expresaron mucho duranteregeneración, lo que indica que probablemente también contribuyan a esta habilidad.
"El pepino de mar es un animal modelo particularmente prometedor para la medicina regenerativa", dijo Xiang, y la disponibilidad de su genoma debería ayudar a los esfuerzos para estudiar la biología de la regeneración y determinar si el crecimiento del equinodermo puede ofrecer ideas que puedan aplicarse a la medicina humana"Nuestros hallazgos también deberían facilitar la comprensión de los requisitos para la utilización sostenible y la cría efectiva de equinodermos, en apoyo de la industria del pepino de mar de alto valor", que incluye su uso como fuente de alimento y medicina tradicional china.
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Materiales proporcionados por PLOS . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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