Científicos australianos han secuenciado el genoma marsupial más completo hasta la fecha: el del koala. La información que proporciona podría ayudar al tratamiento de enfermedades y a su conservación, ya que se espera que sus poblaciones disminuyan hasta en un 50% en los próximos veinte años.
El koala (Phascolarctos cinereus) es una especie emblemática de Australia reconocida en todo el mundo. Debido a su singularidad biológica, suscita interés tanto para los científicos como para los gobiernos y el público. Sin embargo, cada vez hay menos.
Según los expertos, se espera que las poblaciones de koalas disminuyan en toda Australia hasta en un 50% en las tres próximas generaciones (unos veinte años).
Los koalas son piezas singulares de la historia de la evolución. Son los únicos representantes vivos de la familia marsupial de los fascolárctidos. Pueden comer hojas de eucalipto tóxicas que matarían a la mayoría de los mamíferos. Las amenazas de depredación y la pérdida de hábitat por la urbanización los hacen particularmente vulnerables. Se ven amenazados por las enfermedades, la baja diversidad genética y el cambio climático.
Un equipo de científicos, liderado por el Instituto de Investigación del Museo Australiano y la Universidad de Sídney (Australia), ha secuenciado el genoma del koala utilizando una tecnología de larga lectura y mapeo óptico. "El genoma proporciona un trampolín para la conservación de esta especie biológicamente única", asegura Katherine Belov, coautora principal en la Universidad de Sídney y profesora de genómica comparativa.
El trabajo ha revelado una expansión de las familias de genes relacionadas con las enzimas desintoxicantes, que es lo que permite a los koalas alimentarse de las hojas de eucalipto ricas en fenólicos.
Estos genes se expresaban en muchos tejidos de koala, particularmente en el hígado, lo que indica que tienen una función muy importante en la desintoxicación. Es probable que los koalas se hayan convertido en especialistas dietéticos. Como explica Rebecca Johnson, directora del Instituto de Investigación del Museo Australiano, "esto los ayudó a encontrar su nicho de subsistencia para sobrevivir, ya que podían contar con una fuente de alimentos que tendría menos competencia de otras especies que no podían desintoxicarse tan eficazmente".
Además, han identificado grupos de genes relacionados con el sistema inmunitario que potenciarán el estudio de la infección por clamidia, común entre las poblaciones de koalas. "El Consorcio del Genoma del Koala ha sido un viaje ambicioso que nos brinda una gran comprensión de los componentes genéticos que conforman este animal, uno de los mamíferos más carismáticos e icónicos de Australia y del mundo", afirma Johnson.
Genómica para conservar la especie
El consorcio está liderado por científicos australianos y de otros siete países más, y cuenta con la implicación de 29 instituciones. Han secuenciado en total más de 3.400 millones de pares de bases y más de 26.000 genes del genoma del koala.
Australia tiene el récord más alto de extinción de mamíferos comparado con cualquier país del mundo durante el Antropoceno. El número de koalas se ha desplomado en el norte desde la colonización europea, pero han aumentado en algunas partes del sur, especialmente en Victoria y Australia del Sur. La respuesta desigual de las poblaciones de koalas en toda su área de distribución es uno de los mayores desafíos a los que se enfrenta la gestión a gran escala de la especie.
El genoma se secuenció en el Ramaciotti Centre for Genomics de la Universidad de Nueva Gales del Sur, utilizando una nueva tecnología de secuenciación. "Después armamos el genoma con superordenadores, lo que permitió al Consorcio estudiar los más de 20.000 genes de esta especie única", apunta Marc Wilkins, director del Centro Ramaciotti.
Secretos de la leche
Otro descubrimiento importante fue la caracterización de la composición de la leche de koala. Como todos los marsupiales, los koalas pasan la mayor parte de su desarrollo en una bolsa. Nacen sin un sistema inmune después de entre 34 y 36 días de gestación y pasan cerca de seis meses desarrollándose en la bolsa.
"Caracterizamos los componentes principales de la leche materna, que es crucial para las crías de koala, que nacen del tamaño de un frijol y pesan la mitad de un gramo", dice Belov. "Identificamos genes que permiten al koala ajustar la composición de la proteína láctea a lo largo de las etapas de la lactancia, para satisfacer las necesidades cambiantes de sus crías".
Clamidia y retrovirus atacan a los koalas
Las poblaciones de koalas de Nueva Gales del Sur y Queensland se han visto afectados por la clamidia, una enfermedad que les causa infertilidad y ceguera. Usando información obtenida del genoma del koala, los científicos esperan desarrollar una vacuna para combatir esta y otras dolencias.
"Además de la clamidia, otra infección importante que está amenazando al koala es el retrovirus del koala (KoRV), del que se sabe muy poco al respecto. “El genoma completo es fundamental para mostrar cómo un solo koala puede tener más de cien inserciones de KoRV en su genoma, incluidas muchas versiones de KoRV ", asegura el profesor Peter Timms, de la Universidad de Sunshine Coast. "Esta información permitirá determinar qué cepas de KoRV son más peligrosas y ayudar con el desarrollo de una vacuna KoRV", concluye.
Todos los datos de secuenciación generados por el Consorcio del Genoma del Koala se han depositado en bases de datos públicas y se han puesto gratuitamente a disposición de científicos de todo el mundo. "La información en abierto maximiza los beneficios que las poblaciones de koalas y el público reciben de las investigaciones", enfatiza Johnson.
Referencia bibliográfica:
Rebecca N. Johnson et al. “Adaptation and conservation insights from the koala genome” Nature Genetics
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