El código de ADN en hongos no es perfecto

En esta era de nuevas tecnologías, los investigadores utilizan con frecuencia para la identificación de las especies pequeños fragmentos de genoma (ADN de un organismo), como si se tratase de las líneas negras en un código de barras. Sin embargo, en un artículo publicado en MycoKeys, en el que participan investigadores de la Universidad de Göteborg (Suecia), del Real Jardín Botánico-CSIC (España), de la Universidad de Uppsala (Suecia), y de la Universidad de Tartu (Estonia), se ha detectado que una de las regiones del ADN designadas como código de barras genético puede presentar una anomalía.

La herramienta de identificación conocida como el código de barras de ADN, se basa en confrontar el fragmento de ADN (barcode) de una muestra desconocida, con una o más secuencias de muestras bien identificadas; lo que permite la identificación rápida, para los investigadores que lo necesiten. Esta herramienta es especialmente útil, para la identificación de organismos poco visibles, o con pocos caracteres morfológicos para su identificación, tales como los hongos. En muchas ocasiones, en el sustrato (por ejemplo, suelo o restos vegetales) solo aparecen las partes vegetativas -las hifas, que forman el micelio-, que tienen un aspecto más o menos idéntico en el microscopio, por lo que no se puede llegar a conocer la especie.

Secuencia ITS para diferencias especies de hongos

En los hongos, se utilizan como código de barras de ADN las secuencias de ITS, que presentan dos separadores internos transcritos llamados ITS1 e ITS2. Lo más relevante de la secuencia ITS es que no hay genes insertados en la región, por lo que se desarrolla sin ningún tipo de restricciones y, por lo tanto, cambia muy rápidamente. Debido a esta propiedad, el ITS se utiliza para diferenciar entre miles de especies de hongos.

Sin embargo, hace más de diez años se observó que algunas especies tenían muy diferente la región ITS1, incluso entre especies estrechamente relacionadas, lo que parecía sugerir que algún proceso desconocido estaba complicado el análisis de código de barras, y desde luego otros tipos de análisis de parentesco, si la extraña parte en ITS1 no se excluía.

Ahora, los autores del trabajo en el que participa la investigadora española del Real Jardín Botánico-CSIC, María P. Martín, volvieron a hacer nuevas extracciones de ADN de tres especies para comprobar que, los investigadores anteriores, no habían cometido un error. A pesar de cambiar el método de extracción y los especímenes, siempre obtuvieron el mismo resultado: la secuencia de ITS1 era idéntica a las secuencias antiguas, y presentaban una zona anómala en la región ITS1. El código de ADN en hongos no es perfecto.

Además, “descubrimos que la parte extraña se había localizado en las secuencias ITS1 de más de 20 estudios científicos diferentes, que representan a más de 10 especies de hongos”, señala María P. Martín quien junto al resto de investigadores se preguntaron si el ITS1 se había vuelto loco y se negaba a evolucionar a la tasa de evolución que le correspondía.

Un programa informático específico ‘INFERNAL’

Así, mediante la utilización de un programa informático específico (INFERNAL v1.1), que permite detectar estructuras en las secuencias de ADN, “encontramos que la zona anómala tenía una estructura clara. Además, al comparar la secuencia de esa zona con todas las secuencias de los bancos de datos del GenBank y del EMBL-EBI, se confirmó que corresponde a la secuencia de un gen de un tipo muy especial, un gen del ARN no codificante para proteínas llamado ‘señal de reconocimiento de partículas’ (SRP)”, explica la Dra. Martín. Este gen lo necesitan todos los organismos vivos, incluso las bacterias, ya que el ARN SRP es parte de una ribonucleoproteína que juega un papel clave en la síntesis de las proteínas que constituyen, por ejemplo, la membrana celular.

Después del análisis de silico (con herramientas bioinformáticas), este fragmento se ha localizado en 11 especies de hongos, distribuidos en tres linajes de hongos ectomicorrícicos (hongos que forman simbiosis con raíces de las plantas); y se ha confirmado mediante nuevos aislamientos de ADN en las especies Astraeus sirindhorniae, Lactarius luridus y Russula olivacea. Los investigadores no pudieron descartar la posibilidad de que el ARN SRP es todavía funcional en esta nueva ubicación, a pesar de que cómo llegó hasta allí sigue siendo un misterio.