El curioso mundo de los mixozoos
Descubre las adaptaciones únicas y misterios de los mixozoos.
― 8 minilectura
Tabla de contenidos
- Cuerpos Extraños y Genes Aún Más Extraños
- Adaptándose a una Vida Parásita
- El Misterio de la Evolución
- Desafíos de Secuenciación
- Cómo Extraer ADN de Mixozoos de los Hospedadores
- Éxito en la Reconstrucción del ADN
- La Relación Entre Especies de Kudoa
- La Gran Imagen de la Estructura del Genoma
- Genes Conservados e Insights Evolutivos
- Evolución de Proteínas: ¿Rápido o Lento?
- Los Puzzles de la Presión Evolutiva
- El Papel de la Pérdida Genética
- Direcciones Futuras en la Investigación
- Conclusión: Entendiendo a los Mixozoos
- Fuente original
- Enlaces de referencia
Los mixozoos son criaturas diminutas que disfrutan estar dentro de otros animales. Tienen un ciclo de vida único que necesita que vivan en dos tipos diferentes de hospedadores: anélidos (piensa en gusanos) y vertebrados (como los peces). Al principio, los científicos pensaban que eran parte de un grupo diferente llamado protistas, pero nuevos estudios muestran que en realidad están relacionados con un grupo llamado Cnidaria, que incluye las medusas.
Cuerpos Extraños y Genes Aún Más Extraños
Lo que fascina de los mixozoos es su estructura sorprendentemente simple. Con el tiempo, han perdido muchas de las características que tienen otros organismos, como ciertos genes y Proteínas. Esta simplificación de su estructura va de la mano con cambios en su ADN. De hecho, su composición genética es más simple que la de sus primos de vida libre.
Faltan muchos genes importantes que normalmente ayudarían a un organismo a desarrollarse en algo complejo en los mixozoos. Algunos incluso carecen de partes vitales como las mitocondrias (la planta de energía de la célula) o ciertos marcadores químicos en su ADN. Esto plantea preguntas sobre cómo estos seres logran sobrevivir y reproducirse.
Adaptándose a una Vida Parásita
Los investigadores piensan que los cambios en el ADN de los mixozoos podrían ser adaptaciones a su vida como Parásitos. A medida que se ajustan a vivir dentro de sus hospedadores, parecen evolucionar rápidamente, lo que lleva a aún más cambios a nivel de proteínas. Sin embargo, no todos los parásitos reducen su cantidad de genes. Algunos toman un camino diferente, así que no se trata solo de ser pequeños, sino de cómo cambian.
Los mixozoos también podrían estar viviendo lo que los científicos llaman cuellos de botella poblacionales. Esto significa que cuando se mueven entre hospedadores, sus números podrían caer drásticamente. Cuando esto ocurre, puede ser más fácil que los cambios genéticos malos se queden en su ADN.
El Misterio de la Evolución
A pesar del interés en los mixozoos, aprender sobre su evolución es complicado. No hay suficientes datos disponibles, y las pocas especies estudiadas varían mucho. Esto hace que sea difícil saber cuán fuerte es la selección natural sobre ellos o cómo está estructurado su ADN.
A medida que los científicos intentan recopilar más información sobre los mixozoos, les resulta difícil obtener estimaciones confiables sobre cómo funciona la selección a lo largo de distancias tan grandes en la evolución. ¡Es un poco como intentar navegar en un laberinto con los ojos vendados!
Desafíos de Secuenciación
Uno de los mayores retos al estudiar los mixozoos es su tamaño diminuto, lo que los hace difíciles de estudiar en el laboratorio. Muchos estudios solo proporcionan fragmentos de información-como leer los titulares de un libro en lugar de la historia completa.
Con los nuevos avances en tecnología de secuenciación, los investigadores están comenzando a recopilar datos más completos. Están descubriendo información genética oculta que podría cambiar nuestra comprensión de estos parásitos.
Cómo Extraer ADN de Mixozoos de los Hospedadores
Encontrar ADN de mixozoos dentro del genoma de un pez es como buscar una aguja en un pajar. Los científicos han desarrollado métodos ingeniosos para rastrear estos genomas diminutos. Al analizar cómo se organizan diferentes secuencias de ADN dentro del ADN del hospedador, pueden separar el ADN del hospedador del ADN del parásito.
Usando una técnica llamada aprendizaje no supervisado, los científicos pueden encontrar patrones en el ADN que ayudan a identificar qué partes pertenecen a los mixozoos. Estos métodos permiten a los investigadores aislar secuencias de mixozoos incluso cuando están mezcladas con el ADN del pez.
Éxito en la Reconstrucción del ADN
Gracias a estas técnicas, los científicos lograron reconstruir genomas de mixozoos a partir de muestras de peces. Los investigadores encontraron dos nuevas especies de Kudoa (un tipo de mixozoos) en los peces que estudiaron. Este logro permite una mejor exploración de la estructura de su genoma y cómo ha cambiado con el tiempo.
La Relación Entre Especies de Kudoa
Los científicos realizaron análisis genéticos para descubrir cómo están relacionadas estas nuevas especies de Kudoa entre sí y con especies previamente conocidas. Descubrieron que los genomas de estas dos especies eran muy similares, a pesar de algunas diferencias.
Este descubrimiento arroja luz sobre cómo evolucionaron las especies de Kudoa y muestra que perdieron muchos genes con el tiempo, simplificando aún más su código genético.
La Gran Imagen de la Estructura del Genoma
Después de reconstruir los genomas de Kudoa, los científicos observaron más de cerca cómo están organizados estos genomas. Encontraron que, a pesar de que los mixozoos son conocidos por sus genomas reducidos, las especies de Kudoa no son tan compactas como algunos otros parásitos. Esto sugiere que hay más en su evolución que solo hacerse más pequeños.
Es como tener un armario desordenado donde algunos artículos están apilados de manera ordenada y otros están simplemente tirados de cualquier manera.
Genes Conservados e Insights Evolutivos
Las estructuras genéticas en las especies de Kudoa mostraron que, a pesar de su pequeño tamaño, todavía mantienen algo de orden. Hubo un sorprendente grado de conservación del orden genético al observar las dos especies de Kudoa. Esto significa que, aunque han perdido muchos genes, los que tienen están organizados de una manera que se asemeja entre sí.
Poder observar esta conservación genética proporciona valiosos insights sobre cómo evolucionan los parásitos. Sugiere que, aunque los mixozoos han pasado por cambios drásticos, podrían no ser tan caóticos como se pensaba anteriormente.
Evolución de Proteínas: ¿Rápido o Lento?
Los investigadores también examinaron la evolución de las proteínas en los mixozoos. Quisieron ver si los mixozoos evolucionan proteínas a un ritmo más rápido que sus parientes de vida libre. Encontraron indicios de que este podría ser el caso, pero es difícil determinar exactamente por qué.
Una razón podría ser que los mixozoos enfrentan diferentes desafíos al vivir dentro de hospedadores. Como intentar actualizar un smartphone mientras juegas: te adaptas a los nuevos requisitos, pero eso puede llevar a fallos.
Los Puzzles de la Presión Evolutiva
A pesar de algunos signos de rápida evolución de proteínas, los investigadores todavía encuentran difícil determinar si estos cambios son debido a presión adaptativa o simplemente a la aleatoriedad. Con muestras limitadas, es complicado entender cómo funciona la selección entre diferentes parásitos.
La evolución de los mixozoos es como navegar en una habitación oscura: puedes tropezar, pero de vez en cuando, encuentras algo de luz que te guía.
El Papel de la Pérdida Genética
La historia de los mixozoos no solo trata de adaptación; también trata de la pérdida de genes. Con muchos genes desaparecidos, surgen preguntas sobre si estas pérdidas fueron beneficiosas o simplemente un resultado de su composición genética en espiral hacia abajo.
Imagina limpiar tu armario. A veces tiras cosas que no necesitas; otras veces, podrías accidentalmente deshacerte de algo valioso. Los mixozoos pueden haber experimentado un poco de ambos.
Direcciones Futuras en la Investigación
Aunque se ha aprendido mucho, aún queda un largo camino por recorrer. Los investigadores están tratando de encontrar más información sobre cómo funciona el genoma de los mixozoos. Quieren recopilar mejores datos sobre tasas de mutación y cómo la diversidad genética afecta a estas criaturas diminutas.
Trabajar en la investigación de los mixozoos puede sentirse como armar un gran rompecabezas, pero cada nueva pieza aporta más claridad.
Conclusión: Entendiendo a los Mixozoos
Los mixozoos son criaturas fascinantes que revelan mucho sobre la evolución y la adaptación. Al estudiarlos, los científicos están descubriendo insights sobre cómo los parásitos se desarrollan y cambian con el tiempo. Aunque es un campo desafiante, estos descubrimientos nos ayudan a apreciar las complejas interacciones entre organismos, especialmente aquellos que llevan vidas ocultas dentro de sus hospedadores.
Así que, la próxima vez que veas un pez, recuerda que podría estar albergando más de lo que piensas-¡quizás algunos pequeños mixozoos solo intentando hacerse un lugar en el mundo!
Título: Kudoa genomes from contaminated hosts reveal extensive gene order conservation and rapid sequence evolution
Resumen: Myxozoans are obligate endoparasites that belong to the phylum Cnidaria. Compared to their closest free-living relatives, they have evolved highly simplified body plans and reduced genomes. Kudoa iwatai, for example, has lost upwards of two thirds of genes thought to have been present in its ancestors. However, little is known about myxozoan genome architecture because of a lack of sufficiently contiguous genome assemblies. This work presents two new, near-chromosomal Kudoa genomes, built entirely from low-coverage long reads from infected fish samples. The results illustrate the potential of using unsupervised learning methods to disentangle sequences from different sources, and facilitate producing genomes from undersampled taxa. Extracting distinct components of chromatin interaction networks allows scaffolds from mixed samples to be assigned to their source genomes. Meanwhile, low-dimensional embeddings of read composition permit targeted assembly of potential parasite reads. Despite drastic changes in genome architecture in the lineage leading to Kudoa and considerable sequence divergence between the two genomes, gene order is highly conserved. Although parasitic cnidarians show rapid protein evolution compared to their free-living relatives, there is limited evidence of less efficient selection. While deleterious substitutions may become fixed at a higher rate, large evolutionary distances between species make robustly analysing patterns of molecular evolution challenging. These observations highlight the importance of filling in taxonomic gaps, to allow a comprehensive assessment of the impacts of parasitism on genome evolution.
Autores: Claudia C Weber, Michael Paulini, Mark L Blaxter
Última actualización: 2024-11-03 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.01.621499
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.01.621499.full.pdf
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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