Los científicos acaban de modificar genéticamente un millón de años de evolución en el ADN del ratón: ScienceAlert
Cambiar el número de cromosomas de un animal puede tardar millones de generaciones en ocurrir en la naturaleza durante la evolución, y ahora los científicos han podido hacer esos mismos cambios en ratones de laboratorio en un abrir y cerrar de ojos.
La nueva técnica que utiliza Células madre y la edición de genes es un logro importante, y el equipo espera revelar más sobre cómo el reordenamiento cromosómico puede influir en la evolución de los animales con el tiempo.
Es en los cromosomas, esas cadenas de proteínas y ADN dentro de las células, donde encontramos nuestros genes, heredados de nuestros padres y mezclados para hacernos quienes somos.
Para los mamíferos como los ratones y nosotros los humanos, los cromosomas suelen estar emparejados. Hay excepciones, como en las células sexuales.
Las células madre embrionarias no fertilizadas suelen ser el mejor punto de partida para modificar el ADN. Sin embargo, la ausencia de este conjunto adicional de cromosomas proporcionado por un espermatozoide les roba a las células un paso importante en la negociación de genes en los que los cromosomas se marcarán como activos para hacer el trabajo de construir un cuerpo.
Este proceso, llamado huella digital, fue un obstáculo para los ingenieros que querían reestructurar grandes porciones del genoma.
«La impronta genómica a menudo se pierde, lo que significa que la información sobre qué genes deberían estar activos se pierde en las células madre embrionarias haploides, lo que limita su pluripotencialidad y la ingeniería genética». dijo biólogo Li-Bin Wang de la Academia China de Ciencias.
«Recientemente descubrimos que al eliminar tres regiones impresas, podríamos establecer un patrón de impresión estable similar a un espermatozoide en las células».
Sin estas tres regiones impresas naturalmente, era posible una fusión cromosómica duradera. En sus experimentos, los investigadores fusionaron dos cromosomas de tamaño mediano (4 y 5) y los dos cromosomas más grandes (1 y 2) en dos orientaciones diferentes, lo que resultó en tres arreglos diferentes.
La fusión de los cromosomas 4 y 5 fue la más exitosa en términos de transmisión del código genético a la descendencia de los ratones, aunque la reproducción fue más lenta de lo normal.
Una de las fusiones 1 y 2 no produjo descendencia de ratón, mientras que la otra produjo descendencia de ratón que era más lenta, más grande y más ansiosa que la resultante de la fusión de los cromosomas 4 y 5.
Las disminuciones en la fertilidad se deben a la forma en que los cromosomas se separan después de la alineación, lo que normalmente no sucede, dicen los investigadores. Muestra que el reordenamiento cromosómico es crucial para aislamiento reproductivo – un elemento clave para que las especies evolucionen y permanezcan separadas.
«El ratón doméstico de laboratorio ha conservado un cariotipo estándar de 40 cromosomas, o la imagen completa de los cromosomas de un organismo, después de más de 100 años de reproducción artificial», dijo biólogo Zhi-Kun Li, también de la Academia China de Ciencias.
«Sin embargo, en escalas de tiempo más largas, los cambios de cariotipo causados por reordenamientos cromosómicos son comunes. Los roedores tienen de 3,2 a 3,5 reordenamientos por millón de años, mientras que los primates tienen 1,6».
Para poner esto en contexto, los raros saltos en el reordenamiento cromosómico ayudaron a dirigir los caminos evolutivos de nuestros propios antepasados. Los cromosomas que permanecen separados en los gorilas, por ejemplo, se fusionan en uno solo en nuestro genoma humano.
Estos tipos de cambios pueden ocurrir una vez cada pocos cientos de milenios. Si bien las modificaciones genéticas realizadas aquí en el laboratorio fueron en una escala relativamente pequeña, las señales indican que podrían tener efectos dramáticos en los animales involucrados.
Todavía está en pañales, después de todo es una ciencia, pero en el futuro puede existir la posibilidad de corregir los cromosomas desalineados o malformados en las líneas sanguíneas humanas. Sabemos que en las personas, las fusiones y los cambios de cromosomas pueden provocar problemas de salud, incluida la leucemia infantil.
«Hemos demostrado experimentalmente que el evento de reordenamiento cromosómico está impulsando la evolución de las especies y es importante para el aislamiento reproductivo, proporcionando una vía potencial para la ingeniería de ADN a gran escala en mamíferos». dijo Li.
La investigación ha sido publicada en La ciencia.
