GENÉTICA | Clave para estudiar la evolución de la vida terrestre

Decifran por primera vez el genoma de un lagarto

 A lo largo de la Historia Evolutiva la aparición de los huevos amniotas resultó clave para la colonización del medio terrestre, ya que libraba a los vertebrados de su conexión obligatoria con el agua. Los mamíferos, las aves y los reptiles (aquellos que no son aves) comparten este tipo de huevos en cuyo interior hay un medio líquido que permite que el embrión respire y se desarrolle en un medio seco. Para entender el proceso evolutivo desde un punto de vista genético, la comunidad científica ha descifrado los genomas de varios mamíferos (incluido el ser humano) y de tres aves (el pollo, el pavo y el pinzón cebra). Pero no disponía aún de ninguna secuencia del grupo de los reptiles.

Un enorme grupo de investigadores liderado por dos investigadoras del Broad Institute de Harvard y del Massachusetts Institute of Technology (MIT) acaba de descifrar y analizar por primera vez el ADN completo de un reptil, el anolis verde o camaleón de Carolina ('Anolis carolinensis').

Los lagartos están más estrechamente relacionados con las aves -que también son reptiles- que con cualquiera de los otros organismos cuyos genomas han sido secuenciados en su totalidad. "Los científicos han secuenciado genomas de animales de diferentes partes del árbol de vertebrados, pero los lagartos no habían sido incluidos en la muestra previamente", asegura Kerstin Lindblad-Toh, directora científica del departamento de Biología Genética de Vertebrados en el Broad y una de las autoras principales de la investigación recién publicada en la revista 'Nature'. "Esta es una rama importante para investigarla".

El linaje de los amniotas se dividió en reptiles y mamíferos hace cerca de 320 millones de años (en el periodo Carbonífero). En la actualidad, los mamíferos cuentan con alrededor de 4.500 especies y los reptiles con unas 17.000. El estudio de las alteraciones genéticas que llevaron a esta separación y a la transición hacia la vida totalmente terrestre se ha estudiado en los últimos años basándose en el ADN de los cerca de 20 mamíferos cuyo genoma se ha descifrado y en los tres de aves.

Según los autores de la investigación, el código genético del anolis verde cubre un importante hueco que existía para el estudio de la evolución de los organismos amniotas. Quizá la principal novedad que aporta el análisis comparativo del ADN de este lagarto con el de los animales conocidos sea la enorme agilidad y capacidad de cambio que tiene el genoma del reptil.

Y esta capacidad se puede ver de forma muy clara cuando se miran las zonas no codificantes del ADN -aquellas que no contienen información útil para la fabricación de proteínas- del anolis verde. Estas regiones no contienen genes que codifiquen proteínas, pero se cree que tienen un papel fundamental en el correcto funcionamiento del material genético.

Los científicos llevan años preguntándose de dónde provienen estos elementos misteriosos y especulaban con la posibilidad de que fuesen las reliquias de unas secuencias genéticas llamadas transposones, fragmentos móviles de ADN que fueron capaces en algún momento de la evolución de copiarse y pegarse por sí mismos a lo largo del genoma. En los seres humanos, muchos de estos llamados 'genes saltarines' han perdido su capacidad de moverse por el genoma, pero en los lagartos, siguen saltando de un lugar a otro con facilidad.

Similitudes con el ser humano

"Los lagartos tienen una biblioteca viviente de elementos de transposición", explica Jessica Alföldi, coautora del estudio e investigadora del Broad Institute. Los investigadores compararon los elementos móviles del genoma humano con los del anolis verde y descubrieron que cerca de 100 de las secuencias no codificantes del genoma humano provienen de estos 'genes saltarines'. "En los reptiles, estos transposones siguen saltando, pero la evolución los ha utilizado para sus propios fines. En humanos, en cambio, los ha convertido en un elemento funcional."

Datos como éste han puesto de manifiesto la importancia del estudio de otras especies para profundizar en el conocimiento de la evolución humana. "A veces es necesario estar a una cierta distancia para aprender cómo evolucionó el genoma humano", afirma Alföldi. "Tienes que mirar más allá de lo que estabas buscando previamente".

Los investigadores realizaron el primer análisis de algunas características inusuales propias del genoma del anolis verde, lo que incluyó el estudio de los microcromosomas, cromosomas muy pequeños que a veces se encuentran en reptiles, anfibios y peces, pero que nunca se han visto en mamíferos.

Además, Alföldi, Lindblad-Toh y su equipo describieron los cromosomas sexuales del lagarto, algo que los investigadores sólo habían sido capaces de hipotetizar hasta ahora. Al igual que los mamíferos, los anolis verdes parecen tener los cromosomas XX y XY (a diferencia de las aves, en la que los machos tienen dos cromosomas sexuales idénticos llamados ZZ y las hembras tienen dos diferentes conocidos como ZW). De hecho, el cromosoma X del anolis resultó ser uno de sus muchos microcromosomas