Genoma de las hormigas ofrece pistas sobre la relación entre genética y longevidad - principal


¡ME GUSTA
AXXÓN!
 


Revista Axxón

 
Imprimir version limpiaVersion PDF de esta pagina 

Los primeros genomas secuenciados de hormigas prometen aumentar nuestros conocimientos en materia de epigenética y longevidad

Los investigadores esperan hacer de las hormigas un nuevo modelo genético para estudiar el impacto de la epigenética en todo, desde el metabolismo hasta la conducta social.

Algunas hormigas viven más que otras, su camino es más largo. Y el mapeo de las primeras secuencias completas de su genoma ayuda a revelar cómo dos hormigas de la misma colonia, con prácticamente el mismo material genético, pueden tener historias de vida diferentes. El estudio también puede aportar ideas sobre la longevidad de otra especie social con la cual las hormigas comparten alrededor de un tercio de sus genes: la especie humana.

Los investigadores secuenciaron el genoma de dos especies de hormigas: la hormiga saltadora de Jerdon (Harpegnathos saltator) y la hormiga carpintera (Camponotus floridanus), que tienen niveles muy diferentes de movilidad social (y por lo tanto, biológica). Las hormigas carpinteras viven en grandes colonias que giran en torno a una reina que pone todos los huevos fertilizados. Cuando la reina muere, la colonia muere también. Las hormigas saltadoras de Jerdon, por el contrario, tienen colonias más pequeñas en las que una hormiga obrera puede reemplazar a la reina después de su muerte. Estas reinas llamadas “gamergates” cambian física y conductualmente a medida que adquieren sus nuevas obligaciones.

Todas estas castas de hormigas parecen comenzar con un mismo mapa genético de base y terminan teniendo un aspecto y una conducta muy diferentes. Los científicos señalan a la epigenética, es decir, el cambio en la expresión de los genes (más que las alteraciones directas del código del ADN) como una probable explicación. “No hay cambios en el genoma” dice Shelley Berger, profesora de Biología Celular y del Desarrollo de la Escuela de Medicina de la Universidad de Pensilvania y co-autora del nuevo artículo. “Me parece que hay una cuestión epigenética en el modo en que adquieren formas diferentes”.

La secuencia del genoma, publicada en el número del 27 de agosto de la revista Science, revela que la hormiga carpintera tiene cerca de 240 millones de pares de bases y 17064 genes, mientras que la hormiga saltadora tiene 330 millones de pares de bases y 18564 genes (en comparación con cerca de los tres mil millones de pares de bases y 23000 genes que tienen los seres humanos). Berger señaló que el grupo sólo pudo secuenciar los genomas de hormigas macho pero basándose en estos datos hay pocas razones para pensar que las hembras sean muy diferentes.

Los dos primeros genomas de hormigas “van a ser increíblemente útiles para comparar con otros”, dice Christopher Smith, biólogo celular y molecular de la Universidad Estatal de San Francisco, que no estuvo involucrado en la investigación. Afirmó que el nuevo trabajo es “un estudio con la mirada puesta en el futuro”.

Larga vida a las reinas… y a sus reemplazantes

La secuencia proporciona pistas para explicar por qué las reinas viven hasta diez veces más que las hembras obreras y los investigadores están interesados en averiguar qué factores son los que determinan esta longevidad extrema.

Cuando una reina de una colonia de H. saltator muere, las obreras hembras pelean para decidir quién se hará cargo. Una vez seleccionada, la forma y las funciones de la nueva reina cambian. Pasa de ser una trabajadora a ser una fértil ponedora de huevos, ajustando su cuerpo y su historia de vida en el proceso.

Los investigadores descubrieron que en las hormigas la expresión de la telomerasa, enzima que ayuda a proteger la información genética en el extremo de los cromosomas, cambia cuando la hormiga deja de ser una trabajadora y se transforma en una ponedora de huevos. “Esta nueva reina tiene mayores niveles de telomerasa y su vida útil se incrementa en relación con la de la obrera promedio”, explica Berger. Ella y sus colegas están interesados en encontrar qué aspectos de la longevidad se relacionan con cambios genéticos.

Las hormigas proporcionan “un sistema natural donde existe una diferencia en la duración de la vida”, explica Smith. “Podemos ver cómo la naturaleza ha aprovechado las vías epigenéticas para prolongar la vida”.

Además de la cuestión de la longevidad, los perfiles genéticos y epigenéticos de las hormigas pueden ofrecer interesantes revelaciones en lo que se refiere al metabolismo. “Las reinas y las obreras tienen perfiles muy diferentes en cuanto al uso de energía”, explica Smith. “Las reservas de grasa de las hormigas parecen ayudar a determinar el comportamiento. Las obreras no cuentan con muchas reservas, entonces corren a buscar más comida”. Y debido a que las hormigas tienen circuitos de insulina similares a los de los humanos, los investigadores podrían estudiar cuestiones cruciales de salud, como síndromes metabólicos y el uso de calorías.

En una escala más amplia, profundizando en el genoma de las hormigas se pueden llegar a descubrir algunos mecanismos epigenéticos en sí mismos. Las señales del entorno, como la calidad de los alimentos y la temperatura ambiente, pueden influir sobre la expresión de distintos genes. “Estas señales ambientales pueden traducirse en la mayor o menor expresión de un gen. Hay una gran caja negra en el medio que los investigadores están tratando de abrir”, dice Smith.

¿Un nuevo modelo de organismo?

Otros genomas de hormigas están programados para publicarse en breve. Y después de trabajar en algunos de estos genomas, Smith cree que las hormigas pueden ser modelos prometedores. A diferencia de los genes de la mosca de la fruta, que se han usado en los estudios genéticos durante décadas, estas hormigas sufren la metilación del ADN, un proceso clave por el cual muchos organismos superiores, incluidos los mamíferos, regulan la expresión genética.

“La verdadera fortaleza de las hormigas está en su sistema epigenético”, explicó Smith. Los ratones también tienen un perfil epigenético complejo, pero pueden ser más problemáticos en grandes estudios, porque, según dice Smith respecto a los animales de experimentación de mayor jerarquía, “tienen una gran cantidad de papeleo y gastos”.

Además de los obstáculos potenciales de los problemas administrativos, las hormigas atraen especial interés por ser organismos altamente sociales. “Lo que no tenemos”, dice Smith, “es un buen modelo de sistema social de invertebrados”. Aunque el genoma de la abeja fue publicado en 2006, las hormigas, “son mucho más fáciles de mantener en un laboratorio”.

Pero las hormigas tampoco son ideales. De hecho, la mayoría de las especies no se reproduce en el laboratorio. Y Smith duda de que el estudio con las nuevas secuencias de genomas “nos deje más cerca” de obtener un nuevo modelo de hormiga genéticamente viable. Esto se debe en gran parte a que H . saltator es “una de las pocas especies de hormigas que pueden sobrevivir y aparearse en el laboratorio” y sólo se consiguen en la India.

“Sin embargo, los nuevos genomas muestran que las hormigas forman un sistema bastante grande como para estudiar la regulación epigenética”, dice Berger. Y con hormigas genéticamente modificadas los investigadores podrían tratar de anular al gen que regula a la enzima (sirtuina) en las hembras obreras (un cambio notado en la transición de obreras a reinas) para ver si se puede extender la vida.

“Va a tomar algún tiempo poder explotarlo como modelo” afirma Berger. Ella espera, sin embargo, que pronto el modelo de la hormiga proporcionará un método para investigar el papel de los cambios epigenéticos en el desarrollo, la longevidad y el comportamiento, un conjunto de atributos que ella llama el “triple golpe” tanto en los insectos como en los seres humanos.

Fuente: Scientific American. Aportado por Silvia Angiola

Más información:


© Axxón




Noticias: Sección anterior, por tema
Ciencia - Cine - Espacio - Espectáculos - Historietas - Internet - Juegos
Libros - Literatura - Revistas - Sociedad - Tecnología - Televisión

Noticias en esta sección y la anterior, por año
2017 - 2016 - 2015 - 2014 - 2013 - 2012 - 2011 - 2010 - 2009 - 2008 - 2007 - 2006 - 2005 - 2004 - 2003 - 2002 - Anteriores

Google