ADN OSCURO Estudios genéticos con la rata del desierto Psammomys obesus han verificado que podría carecer de un cierto gen requerido para la supervivencia en todos los vertebrados.

 

El gen que produce la proteína PDX1 indispensable para la producción de la insulina y la formación de páncreas no esta presente en la rata del desierto.  

 

En un estudio reciente (Genome Sequence of a Diabetes-Prone Rodent reveals a Mutation Hotspot around the ParaHox Gene Cluster) publicado en la revista PNAS. ¿Cómo sobreviviría la rata del desierto?   Lo que encontraron fue que el gen no estaba realmente desaparecido,sino que alguna manera oscurecido.

 

Lo sabían porque encontraron instrucciones químicas en sistemas de ratas del desierto, que sólo podrían ser producidas por Pdx1. Esta secuencia particular era alta en los pares de bases G y C. En términos de ingeniería genética, los genomas ricos en GC son notorios por ser difíciles de trabajar. Estos son llamados genes ocultos. Otro nombre para ellos es el ADN oscuro. PDX1 (homeobox pancreático y duodenal), también conocido como factor 1 promotor de la insulina, es un factor Es un factor de transcripción necesario para el desarrollo pancreático, incluida la maduración de las células β y la diferenciación duodenal. En los humanos, esta proteína está codificada por el gen PDX1, que antes se conocía como IPF1. [5] [6] En el pollo con un conjunto completo de aproximadamente seis mil genes RefSeq de pollo de la base de datos del navegador del genoma UCSC se conoce que un conjunto de 86 genes aviar faltan en el genoma del pollo.

 

La revista Genome Biology en 2015 publica el articulo: Hidden genes in birds, y los investigadores : Tomas Hron y su equipo dicen: « Divulgamos la existencia de genes aviares con patrones de GC fuertemente sesgados ». Estos genes han sido sub representados en las bases de datos genómicas, probablemente debido obstáculos técnicos para la preparación de la biblioteca genómicas.

 

Además de identificar los loci de EPO y EPOR de pollo, analizamos el conjunto de genes notificados como faltantes en aves y encontramos ejemplos adicionales de tales genes. La existencia de un subgrupo de genes ricos en GC poco representados se sugirió originalmente en el informe de 2004 sobre la secuencia del genoma del pollo. Aquí, presentamos ejemplos detallados de tales genes, que presentan un desafío analítico desde perspectivas tanto técnicas como evolutivas.

 

Este estudio se centró en un gen llamado Pdx1, que es responsable de la producción de insulina. Aunque esencial para la supervivencia, se encontró que éste faltaba en el genoma de esta especie en particular.  La proteína PDX1 que habría producido aún se expresa de alguna manera. El propio gen o algún otro mecanismo debe estar en acción. Pero los medios siguen siendo casi indetectables. La rata de arena que se ve limitada por su ecología porque las dietas altas en carbohidratos inducen obesidad y diabetes tipo II que, en casos extremos, pueden llevar a la falla y muerte del páncreas. Comparando los genomas de diferentes organismos,  los genetistas pueden decir qué genes llevan a qué rasgos.      

 

Esta región genómica altamente cambiante abarca varios genes esenciales, y abarca la región ParaHox que incluye el gen de homeobox Pdx1 que regula la insulina. La secuencia de la rata de arena Pdx1 se ha visto muy afectada por la mutación desviada por GC, lo que lleva a la mayor divergencia observada para este gen. Además de los conocimientos genómicos sobre la ingesta calórica restringida en una especie del desierto, el descubrimiento de una región cromosómica localizada sujeta a una mutación elevada sugiere que la heterogeneidad mutacional dentro de los genomas podría influir en el curso de la evolución.   

 

Adam Hargreaves es investigador post-doctoral en Oxford, está llamando a los espacios donde los genes necesarios para la supervivencia deberían estar en "puntos calientes".   Hargreaves escribió en The Conversation, "Todos los genes dentro de este punto caliente de mutación ahora tienen un ADN muy rico en GC, y han mutado a tal grado que son difíciles de detectar usando métodos estándar ».   En un estudio publicado en Genome Biology, los científicos encontraron que un total de 274 genes estaban ausentes en muchas especies de aves, y sin embargo necesarias para casi todos los vertebrados.  

 

Una vez más, se detectó ADN rico en GC. Hasta ahora, no se han encontrado genes ocultos fuera de estos dos casos. Hargreaves se pregunta qué tan frecuentes son en realidad.   La verdadera innovación en la comprensión no rodea a los genes ocultos, sino a estos puntos calientes. Hargreaves y colegas tienen alguna indicación de que muchos genes interceden en estos lugares vacíos con el fin de producir una proteína necesaria. Esto sugiere un proceso más profundo.   En lugar de mutaciones de genes aquí y allá por su cuenta, varios pueden de hecho mutar juntos. Pero algunos científicos han ido un paso más allá.    ¿Podría haber un proceso subyacente que impulsa la evolución? Si es así, aprendiendo más sobre el ADN oscuro podría darnos pistas.  

 

CONCLUSIONES

 

El ADN oscuro es raro, pero no desconocido. Se ha detectado en especies de aves antes.

 

Ahora en la rata del desierto Psammomys obesus  Adam Hargreaves llama a los espacios donde los genes necesarios para la supervivencia deberían estar como: "puntos calientes".  

 

En un estudio publicado en Genome Biology, los científicos encontraron que un total de 274 genes estaban ausentes en muchas especies de aves, y sin embargo necesarias para casi todos los vertebrados.Una vez más, se detectó ADN rico en GC.  Hasta ahora, no se han encontrado genes ocultos fuera de estos casos. 

 

Hargreaves se pregunta qué tan frecuentes son en realidad.   La verdadera innovación en la comprensión no rodea a los genes ocultos, sino a estos puntos calientes. Hargreaves y colegas tienen alguna indicación de que muchos genes interceden en estos lugares vacíos con el fin de producir una proteína necesaria. 

 

Esto sugiere un proceso más profundo.   En lugar de mutaciones de genes aquí y allá por su cuenta, varios pueden de hecho mutar juntos. Pero algunos científicos han ido un paso más allá. ¿Podría haber un proceso subyacente que impulsa la evolución? Si es así, aprendiendo más sobre el ADN oscuro podría darnos pistas.

 

Hargreaves y sus colegas creen que la rata del desierto puede haber sufrido un rápido salto evolutivo, que es la razón por la cual tuvo lugar el punto caliente. Hoy en día, el cambio climático impulsado por la humanidad está acelerando los procesos evolutivos entre muchas especies.  

 

Más casos de ADN oscuro podrían ser uno de los resultados.  

 

BIBLIOGRAFIA

 

1 GRCh38: Ensembl release 89: ENSG00000139515 - Ensembl, May 2017

 

2 Jump up to: 
a b c GRCm38: Ensembl release 89: ENSMUSG00000029644 - Ensembl, May 2017 3 Jump up 
^ "Human PubMed Reference:".

 

3 Jump up 
^ "Mouse PubMed Reference:".

 

4 Jump up 
^ "PDX1". HGNC. Retrieved 22 April 2016. 6 Jump up 
^ Stoffel M, Stein R, Wright CV, Espinosa R, Le Beau MM, Bell GI (July 1995). "Localization of human homeodomain transcription factor insulin promoter factor 1 (IPF1) to chromosome band 13q12.1". Genomics. 28 (1): 125–6. doi:10.1006/geno.1995.1120. PMID 7590740.

 

5 Jump up to: 
a b D'Amour KA, Bang AG, Eliazer S, Kelly OG, Agulnick AD, Smart NG, Moorman MA, Kroon E, Carpenter MK, Baetge EE (November 2006). "Production of pancreatic hormone-expressing endocrine cells from human embryonic stem cells". Nat. Biotechnol. 24 (11): 1392–401. doi:10.1038/nbt1259. PMID 17053790.

 

6 Jump up to: 
a b c Stanger BZ, Tanaka AJ, Melton DA (February 2007). "Organ size is limited by the number of embryonic progenitor cells in the pancreas but not the liver". Nature. 445 (7130): 886–91. doi:10.1038/nature05537. PMID 17259975.

 

7 Jump up to: 
a b Liew CG, Shah NN, Briston SJ, Shepherd RM, Khoo CP, Dunne MJ, Moore HD, Cosgrove KE, Andrews PW (2008). "PAX4 enhances beta-cell differentiation of human embryonic stem cells". PLoS ONE. 3 (3): e1783.