NeoFronteras

Secuencian genoma de la pulga de agua

Área: Genética — lunes, 7 de febrero de 2011

La secuenciación del genoma de Daphnia pulex proporciona numerosas sorpresas y quizás un nuevo modelo animal con el que comprobar la seguridad de los productos químicos.

Foto
Fuente: Paul D. N. Hebert, University of Guelph.

Consiguen secuenciar el genoma de la ubicua pulga de agua (Daphnia pulex), una especie que es buena indicadora de la calidad del agua. La ausencia de esta centinela nos indica la presencia de tóxicos o contaminantes, revelando así el impacto de vertidos municipales o industriales. La pulga de agua es como un canario en una mina. Si la población de estas criaturas en los ecosistemas de agua dulce se reduce entonces es altamente probable que el ecosistema al completo esté a punto de colapsar.
Es el primer crustáceo cuyo genoma es secuenciado, descubriéndose que tiene el mayor número de genes que cualquier otro genoma animal que haya sido secuenciado hasta el momento.
La secuenciación del genoma de esta especie ha sido llevado a cabo por un consorcio en el que participan varias instituciones y ha sido publicado en la revista Science.
Esta pequeña criatura comedora de algas ha captado la atención de los biólogos desde que se descubrió su habilidad para cambiar de un sistema de reproducción sexual a otro asexual y por sobrevivir a la congelación durante décadas en el fondo de los lagos.
Ya en 2007 se publicó un artículo en el que se revelaban las bases genéticas de la respuesta adaptativa de este crustáceo a niveles sub-letales de uno de contaminantes más importante: el cadmio. Este metal es altamente tóxico para la vida acuática y para el ser humano y, por desgracia, es muy común. Se logró demostrar que este crustáceo se puede adaptar a altos niveles de cadmio mediante una versión única de una proteína clave, pero a un alto costo: aunque los individuos resisten altos niveles de este contaminante su éxito reproductor cae a una fracción de lo que es normal y al cabo de unas pocas generaciones la supervivencia de la población se ve comprometida. La técnica de microarrays de ADN usada en ese estudio sirvió para comprobar sobre este organismo la respuesta de estrés a otros contaminantes.
Daphnia está empezando a ser un modelo de laboratorio ideal para un nuevo campo del conocimiento: el de la Genómica Ambiental, que pretende comprender cómo el ambiente interactúa con lo genes. La capacidad de reproducción asexual de este animal produce líneas de clones ideales para el trabajo de laboratorio. En este caso podría ayudar a administrar los recursos hídricos, a proteger la salud humana de los productos químicos del ambiente y a comprender cómo nuestros cuerpos responden a estos cambios ambientales.
Sólo unos pocos (un 1%) de los miles de compuestos químicos que fabrica el ser humano (sólo en EEUU hay unos 80.000 registrados) han sido testados en función de su seguridad. Se podría utilizar a este pequeño crustáceo para investigar este tipo de factores sin necesidad de recurrir a animales como ratones y similares.

Foto
Fotografía mediante microscopia electrónica de barrido en falso color de Daphnia michaels. Fuente: MBL.

Se esperaba que el genoma de Daphnia pulex tuviera unos 14.000 genes, como en el caso de la mosca de la fruta, pero tiene unos 8000 genes más que el genoma del ser humano. Se cree que este gran número de genes provendría de una alta tasa de duplicación de genes, algo que ocurre en otras familias de especies. Pero en este caso los genes duplicados adquieren una nueva función rápidamente.
El genoma ahora secuenciado ha arrojado alguna sorpresa más. Un 36% de los 30.907 genes de ese genoma son únicos y no se habían identificado en ningún otro organismo. Parece que responden a la depredación y a la exposición a tóxicos y a bacterias, es decir, a la “ecología”. Esto es un reflejo de cómo el animal ha evolucionado para sobrellevar el estrés medioambiental.
El genoma es mucho más plástico y ágil en respuesta al ambiente de lo que se había imaginado. No todos los genes de este crustáceo se activan a la vez, sino que se expresan unos u otros en función de los cambios ambientales. Además, aunque algunos codifican la misma proteína son expresados de manera diferente en función del ambiente.
Es una buena oportunidad de conocer los genes responsables de algunos de los talentos de esta criatura, como la producción de colas espinosas de protección, cascos y otras defensas en respuesta a los depredadores.
Resulta además que compartimos con este ser más genes que con ningún otro artrópodo cuyo genoma haya sido secuenciado hasta ahora. Por tanto, como muchos de los genes de esta criatura también están en el genoma del ser humano se puede utilizar a este crustáceo como modelo indirecto del efecto de la contaminación en la salud humana.
Aunque D. pulex es la especie más común ya se está secuenciando el genoma de otra especie, en concreto D. magna, para poder comparar.
Así que si a partir de ahora va a nadar a un lago y traga agua (algo por otra parte inevitable) no solo tendrá la satisfacción de tragarse crustáceos armados con toda clase de defensas y que cambian de sistema de reproducción según las necesidades, sino que además sabrá que se traga el primer crustáceo cuyo genoma fue secuenciado. Será un momento para ser humildes, reconocer que tiene más genes que nosotros y darle las gracias por decirnos los químicos que pueden afectar nuestra salud.

Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=3388

Fuentes y referencias:
Nota de prensa.
Artículo original.
Artículo original.

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
Compartir »

8 Comentarios

  1. tomás:

    Estimado Neo:
    3º párrafo: “Esta pequeña criatura comedora de algas… sobrevivir a la congelación durante décadas…”.
    Yo pensaba que el ciclo vital de esta especie era muy corto, como una semana, lo que es necesario para que exhiba las características que se exponen en el artículo. Entonces, me gustaría saber si esa pervivencia de décadas es de la especie o de los individuos. Yo creo que debe ser de la especie que se ha adaptado a vivir en el fondo del lago, no como sucede con ciertos seres en los que cada individuo logra una forma de resistir una larga sequía, por ejemplo.
    Un cordial saludo.

  2. NeoFronteras:

    Estimado Tomás:
    La fuente de la información no específica más sobre ese asunto. Como el ciclo de vida es como máximo de unos meses o bien consiguen reproducirse a baja temperatura (se sabe que algunas sobreviven a los 3 grados centígrados), o bien son los huevos los que lo hacen. Otra alternativa un poco más difícil sería que estas criaturas sobrevivieran a la propia congelación.
    Como hay unas 150 especies de Daphnia quizás este tipo de resistencia se dé sólo en alguna de ellas.

  3. NeoFronteras:

    Como nadie lo menciona me permito recalcar el dato escalofriante de que de 80.000 sustancias registradas (por no contar las que no lo están) sólo se conocen los efectos sobre la salud de 800 de ellas.
    Parece un barbaridad, la cima de la estupidez humana.

  4. tomás:

    ¿Pero qué dices, estimado Neo? ¿La cima? Cuando estamos viendo cómo se siguen destruyendo ecosistemas irrecuperables, jamás de los jamases, que podrían ser fuente de conocimiento para nuevos fármacos, o simplemente y sin buscar otra utilidad, para evitar la gran extinción en marcha acelerada o también -en eso coincido con tu observación y lamento- para preservar la integridad de las especies y la no degeneración genética de la nuestra. Eso que mencionas es una cima más. En realidad estamos ante un Himalaya seguido de los Andes.
    Yo creo que si has tenido que ser tú quien resaltara el dato, es porque estamos tan acostumbrados a estas barbaridades que ya se asume cualquier otra catástrofe. ¿No se está minimizando por conocidísimos políticos la importancia de la contaminación atmosférica de las ciudades?
    La primera estupidez humana es aceptar ser conducidos como ovejas por ineptos, ambiciosos de dinero y poder. ¿Habremos de llegar a que toda nación sea como Túnez o Egipto para quitarnos de encima a esa sarta de inútiles y buscar dirigentes que hayan de demostrar su categoría y no sólo su figura agradable o su oratoria convincente, que sean como Gandi (sin ser asesinado) o como Mandela (sin tener que sufrir cárcel), es decir que su paga fundamental sea el reconocimiento y respeto del pueblo?
    Debo dejarlo porque es un tema que me altera el ánimo y no quiero fastidiarme el día. Además aquí debemos hablar de ciencia y no de política. Lo que pasa es que todo está conectado. Lo siento.
    Un abrazo.

  5. Miguel Angel:

    Estimado tomás:
    Completamente de acuerdo con tu comentario. Hay un excelente artículo publicado aquí, en Neofronteras, que se titula “predicción de resultados electorales por niños”, según el cual los niños podían predecir que candidato ganará con sólo ver las fotografias de los dos candidatos.

    ¿Estamos preparados para votar? ¿no existe otra forma de gobierno que no sea la democracia inventada por los griegos?
    ¿es inevitable que haya siempre algún politico corrupto o despótico?
    Y sobretodo: ¿ES POSIBLE LLEGAR A ALGUN BIEN COMUN CUANDO CADA POLITICO ESTA SOLO PARA DEFENDER LOS INTERESES DE SU ALDEA?
    Muchos dias sueño con que llegue un movimiento contracultural que cuestione todo esto… pero en el mundo occidental no ha ha habido nada de nada desde la “revolución hippie”.
    Abrazos.

  6. NeoFronteras:

    Se podría lograr mucho si el sistema educativo formara. Si se impartiera pensamiento critico en las escuelas, si se ayudase a la gente a pensar por sí misma, a tener un pensamiento independiente. Aunque sólo fuese parte de la población la que adquiriese esa forma de pensar su efecto sobre la sociedad podría ser importante. Pero, ¿a qué político le va a interesar tener un electorado menos dócil?
    Hay otra parte de la población que es simplemente insalvable.
    Lo penoso es que la gente con “formación” al final se va al sol que más les calienta. El caso más sangrante es el de periodistas, escritores, artistas y opinadores televisivos. Simplemente deciden seguir a una de las sectas políticas por criterios religiosos y, sobre todo, económicos, contribuyendo a una bipolaridad malsana.

    La chispa inicial sobre este tema fueron las sustancias sin testar en las que estamos inmersos. Pero la verdad es que ya hay muchos resultados que hablan de la gran cantidad de disruptores hormonales que nos afectan. No es paranoia pensar que la alta incidencia del cáncer puede ser un producto de estas y otras sustancias. Y el cáncer se lleva muchas vidas por delante todos los años.

  7. Miguel Angel:

    ¡Enhorabuena Neo!, una vez mas haciendo gala del COMPROMISO al que nos debe llevar la Ciencia. Compromiso del que hablamos a raiz del último artículo del 2010…por un momento todos parecíamos de acuerdo en promocionar la Ciencia, en implicarnos un poco mas para ayudar a que las cosas vayan mejorando. Para mí fue muy emocionante.

    ¡Hay esperanza!

  8. NeoFronteras:

    Estimado Miguel Ángel:
    Gracias por sus palabras y recuerde que lo importante no es ser optimista o pesimista, sino no caer en la inacción.

RSS feed for comments on this post.

Lo sentimos, esta noticia está ya cerrada a comentarios.