Secretos genéticos de la longevidad del tiburón de Groenlandia

Las características biológicas varían bastante entre los vertebrados. Estas características se ven influenciadas por cómo las especies se adaptan a sus hábitats y condiciones ecológicas. La esperanza de vida es una de estas características, y a menudo está relacionada con el tamaño adulto, el metabolismo y la edad a la que una especie alcanza la madurez sexual. Sin embargo, algunos animales viven mucho más tiempo de lo esperado, como la tortuga gigante de Galápagos, la ballena boreal, el pez payaso, el pez roca, el topo desnudo y el murciélago de Brandt. Estos animales de larga vida a veces se clasifican en una categoría llamada "senescencia negligible", que se refiere a su capacidad para evitar los signos habituales del envejecimiento.

Se ha especulado que una razón por la que ciertas especies viven más tiempo es porque ocupan hábitats difíciles de alcanzar. Por ejemplo, las especies que se encuentran en cuevas o en lo profundo del océano tienden a vivir más. En ambientes marinos, las especies más profundas también pueden vivir más, como se ve en los peces roca, que pueden vivir más de 100 años. Se han llevado a cabo estudios recientes para comparar diferentes especies y encontrar los factores genéticos que contribuyen a la variación de la esperanza de vida. La investigación indica que ciertos genes relacionados con la Reparación del ADN, el metabolismo y el sistema inmunológico juegan un papel en la Longevidad.

#El tiburón de Groenlandia

El tiburón de Groenlandia es una especie grande, que crece más de cinco metros de largo, y vive en aguas profundas del Atlántico Norte y el océano Ártico. Es un ejemplo notable de longevidad, con hembras estimadas en vivir hasta 392 años. La longevidad de esta especie está conectada a su lento ritmo de crecimiento, moviéndose menos de un cm por año, y a una velocidad de crucero muy baja en el agua.

Las bajas temperaturas de su entorno llevan a una tasa metabólica muy baja, lo que puede contribuir a su larga vida. Este estudio presenta la primera ensambladura detallada del genoma del tiburón de Groenlandia, con el objetivo de identificar los cambios genéticos que contribuyen a su extraordinaria longevidad y características únicas.

#Ensambladura del Genoma

Para ensamblar el genoma del tiburón de Groenlandia, los científicos utilizaron tecnología avanzada de secuenciación de lecturas largas. Este método resultó en una gran ensambladura, con más de la mitad de las secuencias iniciales siendo muy largas. Se empleó captura de conformación de cromatina de alto rendimiento para organizar estas secuencias en andamiajes a escala cromosómica. La ensambladura final incluyó 43 andamiajes, que varían en tamaño desde aproximadamente 28.5 megabases hasta 464.6 megabases, totalizando alrededor de 6.06 gigabases.

Comparado con otros Genomas de tiburones, esta ensambladura es la más grande y tiene el porcentaje más alto de secuencias repetitivas. Usando secuenciación de ARN y secuencias de proteínas conocidas de otras especies, los investigadores encontraron más de 22,000 genes codificantes de proteínas en el genoma. La ensambladura ha mostrado una alta completitud, haciéndola comparable a otros genomas de tiburones de calidad.

#Estadísticas del Genoma

El genoma del tiburón de Groenlandia contiene una cantidad significativa de secuencias repetitivas, alrededor del 70.6%. Estudios previos reportaron un contenido de repeticiones más bajo en el tiburón blanco. El aumento del contenido de repeticiones se debe principalmente a la expansión de elementos retrotransponibles específicos.

Además, los investigadores analizaron las posiciones de genes altamente conservados en el tiburón de Groenlandia y el tiburón blanco. Encontraron una fuerte similitud entre estos dos genomas, a pesar de sus caminos evolutivos separados hace 250 millones de años.

También se examinaron eventos de Duplicación de genes, identificando duplicaciones antiguas que se mantienen conservadas entre las dos especies. Un ejemplo notable es el aumento en el número de copias de dos genes que codifican ferritina, que pueden jugar un papel en el almacenamiento de hierro y la protección contra el estrés oxidativo.

#Duplicaciones de Genes en el Tiburón de Groenlandia

Identificar genes que son únicos del tiburón de Groenlandia proporciona información sobre sus rasgos peculiares, especialmente la longevidad. Se encontraron 81 genes que existen en múltiples copias solo en el tiburón de Groenlandia, mientras que otros elasmobranquios (tiburones y rayas) tenían solo copias únicas de estos genes. Analizar estos genes mostró fuertes conexiones entre ellos, lo que indica que pueden trabajar juntos para funciones específicas en la célula.

Un gen, TP53, es particularmente importante para la reparación del ADN y es un supresor tumoral conocido. Aunque TP53 existe como una sola copia en el tiburón de Groenlandia, juega un papel significativo en una red de genes duplicados vinculados a la reparación de roturas de ADN.

Otra duplicación única encontrada en el tiburón de Groenlandia afecta al gen RAD51, que es esencial para la reparación del ADN. Se identificaron tres copias de RAD51, con su estructura indicando cambios evolutivos. Estos cambios sugieren que el tiburón de Groenlandia ha desarrollado adaptaciones específicas para reparar ADN, lo que podría contribuir a su larga vida.

#Selección positiva en el Genoma

Una búsqueda de genes que experimentan selección positiva destacó ocho genes en el genoma del tiburón de Groenlandia. De estos, siete genes están involucrados en procesos relevantes para el envejecimiento y enfermedades relacionadas con la edad. Algunos genes están asociados con mecanismos de reparación del ADN, mientras que otros regulan el crecimiento celular y la protección contra daños.

Entre estos genes seleccionados positivamente, TP53 ha mostrado alteraciones que podrían impactar su función. El tiburón de Groenlandia tiene una inserción única en su proteína TP53 en comparación con otros elasmobranquios. Este cambio podría afectar la estructura de la proteína y sus interacciones con otros componentes celulares involucrados en la respuesta al daño del ADN.

#Predicciones Estructurales

Usando técnicas de modelado avanzadas, los científicos predijeron la estructura de la proteína TP53 en el tiburón de Groenlandia. Las predicciones sugirieron que la inserción única altera la forma de la proteína, potencialmente cambiando cómo funciona en los procesos celulares. Estos cambios en la estructura de la proteína podrían tener implicaciones significativas para la capacidad del tiburón de manejar el daño al ADN y podrían contribuir a su longevidad.

#Navegador Genómico

Para hacer que el genoma del tiburón de Groenlandia sea accesible para más investigaciones, se creó un navegador genómico dedicado. Este recurso permite a los usuarios visualizar varios aspectos del genoma, incluyendo la ubicación de genes, regiones repetitivas y la presencia de ciertos marcadores genéticos.

Los investigadores pueden buscar en el genoma genes o características específicas, facilitando estudios adicionales sobre la base genética de la longevidad en esta especie notable.

#Conclusión

Este estudio proporciona valiosas ideas sobre la genética del tiburón de Groenlandia, revelando adaptaciones únicas que pueden contribuir a su extraordinaria esperanza de vida. Al ensamblar un genoma completo, los investigadores pueden investigar el papel de genes específicos y los cambios evolutivos que definen esta especie.

Los hallazgos sugieren que la larga vida del tiburón de Groenlandia podría estar relacionada con su capacidad para reparar ADN de manera efectiva y mantener la estabilidad genética. Comparaciones con otros animales de larga vida indican que estos mecanismos podrían ser vitales para la longevidad en diferentes especies.

En resumen, el genoma del tiburón de Groenlandia ofrece una nueva comprensión de los factores genéticos que influyen en la esperanza de vida y el envejecimiento, abriendo el camino para futuras investigaciones sobre la longevidad en vertebrados.