Nuevo conocimiento sobre genes clave que actúan en el desarrollo temprano de vertebrados

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En vertebrados el proceso evolutivo habría originado 4 maneras distintas de iniciar una vía de señalización fundamental para el desarrollo de distintos órganos, así como para instruir la posición de los mismos al interior del cuerpo.

Lorenzo Palma, Ciencia en Chile. Avanzó un paso en el conocimiento sobre el pasado evolutivo de vertebrados, gracias a un reciente estudio liderado por el Dr. Juan C. Opazo, del Instituto de Ciencias Ambientales y Evolutivas de la Universidad Austral de Chile (UACh), y en parte publicado en la revista Scientific Reports y en parte como preprint en bioRxiv, en el que se muestra la evolución de genes que actúan en los primeros momentos del desarrollo de los individuos.

El Dr. Juan C. Opazo y su equipo llevó a cabo el estudio en el cual investigó el origen evolutivo de los genes responsables de la vía nodal. La vía nodal es una vía de señalización fundamental para el desarrollo de distintos órganos, así como para instruir la posición de los mismos al interior del cuerpo. Esta vía se lleva a cabo gracias a la acción conjunta de los genes nodal y GDF1/3.

El equipo de investigadores identificó los genes nodales y GDF1/3 en distintas especies de vertebrados incluyendo lampreas -peces sin mandíbulas-, tiburones -peces cartilaginosos-, peces óseos, celacantos, anfibios, aves, reptiles y mamíferos, con el objetivo de conocer si es que los genes responsables de la vía nodal en distintos grupos de vertebrados son los mismos o no.

Los procesos del desarrollo temprano son eventos biológicos fundamentales para la formación de un individuo. Cualquier error en etapas tempranas puede tener consecuencias que podrían ser incompatibles con la vida, explica el investigador. De hecho, se ha descrito que los genes que se expresan temprano en el desarrollo cambian menos que aquellos cuya función se realiza en etapas posteriores. Sin embargo, un aspecto menos explorado es si los genes que gatillan procesos temprano del desarrollo son los mismos en distintos grupos de organismos”, comentó Opazo.

Después de realizar distintos análisis evolutivos, el equipo de investigadores encontró un resultado que lo sorprendió. Por un lado, los genes GDF1/3 se habrían originado de manera independiente tanto en anuros (sapos y ranas) como mamíferos, mientras que los genes nodales presentarían una compleja historia en donde distintos grupos habrían expandido sus repertorios de genes y retenido distintos genes en sus genomas. Es así que al combinar la historia evolutiva de los genes nodales y GDF1/3 se pudo identificar al menos 4 combinaciones de genes nodal y GDF1/3 que gatillarían la vía nodal en vertebrados. Dicho de otra manera, plantea el Dr. Opazo, el proceso evolutivo habría llegado a la misma solución de cuatro maneras distintas.

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Alk bioRxiv