Publicado 07/09/2020 17:02:11 +02:00CET

Los virus juegan un papel fundamental en la evolución y supervivencia de la especie al promover la diversidad genética

MADRID, 7 Sep. (EUROPA PRESS) -

Una nueva investigación del Instituto Perinatal Infantil de Cincinnati, en Estados Unidos, y la Universidad Azabu, en Japón, muestra que los virus también juegan un papel evolutivo clave en la capacidad de los mamíferos para reproducirse y sobrevivir, al promover la diversidad genética y la especiación, según publican en la revista 'Nature Structural & Molecular Biology'.

Los científicos obtuvieron sus datos mediante el estudio de ratones de laboratorio y células de la línea germinal humana. En dos artículos separados que aparecen en la misma edición de la revista, revelan dos procesos distintos y fundamentales que subyacen a las transcriptomas de la línea germinal. También muestran que los transcriptomas específicos de la especie son ajustados por retrovirus endógenos en la línea germinal de mamíferos.

Los transcriptomas de la línea germinal incluyen todo el ARN mensajero en las células de la línea germinal, que contienen la mitad masculina o femenina de los cromosomas transmitidos como material genético heredado a la descendencia cuando las especies se aparean. Esto significa que los transcriptomas de la línea germinal definen el carácter único del esperma y el óvulo para prepararse para la próxima generación de vida.

Aunque los estudios son separados, se complementan entre sí, según Satoshi Namekawa, investigador principal de ambos artículos y científico de la División de Ciencias Reproductivas del Cincinnati Children's. "El primer artículo explora superpotenciadores, que son elementos reguladores de genes robustos y evolutivamente conservados en el genoma que alimentan una ráfaga estrictamente regulada de genes esenciales de la línea germinal cuando los espermatozoides comienzan a formarse", explica Namekawa.

"El segundo estudio analiza retrovirus endógenos que actúan como otro tipo de potenciador (elementos reguladores de genes en el genoma) para impulsar la expresión de genes recientemente evolucionados. Esto ayuda a afinar transcriptomas específicos de especies en mamíferos como humanos, ratones, etc.

Juntos, los estudios tienen ramificaciones potenciales significativas para la práctica clínica, según los autores del estudio, que incluyen una mezcla multidisciplinaria de biólogos del desarrollo, bioinformáticos e inmunobiólogos.

La desregulación de la expresión génica en la formación de espermatozoides masculinos está estrechamente relacionada con la infertilidad masculina y los defectos de nacimiento.

Los virus, especialmente los retrovirus endógenos (RVE), que son una parte inherente de la biología de los mamíferos, pueden influir drásticamente en la expresión genética, explica los investigadores. Son restos moleculares de retrovirus que infectan el cuerpo y con el tiempo se incorporan al genoma.

"Lo que aprendemos de nuestro estudio es que, en general, los virus tienen un papel importante en la conducción de la evolución --explica Namekawa--. A largo plazo, los virus tienen impactos positivos en nuestro genoma y dan forma a la evolución".

El estudio combinó pruebas biológicas de modelos de ratón y células de la línea germinal humana con biología computacional, incluida la elaboración de perfiles de todo el genoma de los elementos reguladores de genes en las células de la línea germinal.

Esas pruebas revelaron que la reorganización de todo el genoma de superpotenciadores impulsa ráfagas de expresión génica de la línea germinal después de que las células germinales ingresan a la meiosis, una forma especializada de división celular que produce el genoma haploide de las células germinales.

El estudio demuestra aún más el proceso molecular a través del cual tiene lugar el cambio de superpotenciador en las células germinales. Los superpotenciadores están regulados por dos moléculas que actúan como interruptores de control de la explosión de genes: el factor de transcripción A-MYB y SCML2, una proteína silenciadora crítica en la formación de espermatozoides.

Los retrovirus endógenos son un grupo de elementos transponibles (ET), elementos genéticos móviles que representan aproximadamente el 40-50 por ciento de un genoma de mamífero dado. También denominados "genes saltarines", los ET se han considerado durante mucho tiempo amenazas genéticas porque la transposición puede ser perjudicial si, por ejemplo, el proceso altera los genes que codifican proteínas.

Sobre la base de los hallazgos de la década de 1950 de que los ET pueden funcionar como elementos reguladores genéticos,el equipo investigador produjo datos que muestran que los mecanismos impulsados por RVE ayudan a afinar los transcriptomas específicos de especies.

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