Un equipo internacional de científicos ha secuenciado por primera vez el genoma de un anfibio, en concreto el de la llamada rana occidental con garras (Xenopus tropicalis). Los resultados, que se publican en el último número de Science, demuestran que esta rana comparte hasta el 80% de los genes humanos asociados con enfermedades genéticas.
El análisis del genoma de la rana Xenopus tropicalis realizado por un grupo de más de 40 científicos y liderado por Uffe Hellsten, investigador en el Instituto de Walnut Creek (EE UU), sugiere el desarrollo de modelos con ranas para entender mejor los mecanismos moleculares de una variedad de enfermedades humanas.
El genoma de este anfibio, una des las especies de ranas mejor estudiadas en el laboratorio y utilizada como modelo para el estudio de desarrollo embrionario y biología celular, incluye casi el mismo número de genes codificadores de proteínas que el genoma humano, y comparte el 80% de los genes humanos asociados con enfermedades genéticas.
“Podemos utilizar esta similitud para obtener más información sobre los mecanismos moleculares de estas enfermedades estudiándolas en la rana. Pero no sólo enfermedades, también genes relacionados con el desarrollo normal están remarcablemente conservados entre vertebrados”, señala a SINC Hellsten, autor principal del estudio que esta semana publica la revista Science.
La investigación ofrece también pistas de por qué las especies de ranas del mundo caen rápidamente en declive. Hellsten y sus colegas analizaron en profundidad la estructura del genoma de la rana occidental con garras, e identificaron las regiones de su genoma donde los genes están dispuestos en casi el mismo orden que en los humanos y los pollos.
Según los investigadores, estas regiones comunes son "fragmentos de un antiguo genoma de 360 millones de años de antigüedad, el del último ancestro común de todos los mamíferos, aves, ranas, salamandras y dinosaurios que vivieron en este planeta".
“La rana comparte similitudes con los humanos, porque tenemos un ancestro común que vivió hace 360 millones de años. Desde ese momento, los dos linajes han evolucionado en paralelo, y gradualmente se han diferenciado, mientras han mantenido muchas características genómicas y morfológicas”, destaca Hellsten.
Mantener la diversidad genética
La aplicación de métodos genómicos dirigidos a la observación de las respuestas de las ranas ante cambios ambientales podría ayudar a conservar su diversidad, sobre todo porque estas ranas y otros anfibios son sensibles a las toxinas ambientales y al cambio de hábitat. Los anfibios son considerados 'organismos centinela' por su extrema sensibilidad a los contaminantes en el medio ambiente o en los alimentos.
La secuencia del genoma ha permitido también estudiar los genes que convierten a la rana en rana. “Hemos detectado varios receptores olfativos y de feromonas que parecen haber evolucionado de forma especial en la rana”, detalla el investigador.
La disponibilidad de la secuencia del genoma podría estimular proyectos más específicos para los científicos y permitirles análisis más profundos. “Aún hay mucho que aprender. Secuenciar el genoma ha sido el principio”, concluye Hellsten.
Ranas, objeto de estudio
Las ranas Xenopus tropicalis y su prima Xenopus laevis son los anfibios mejor estudiados. La X tropicalis empezó a hacerse popular en los laboratorios en las últimas décadas, y comparte y mejora muchas de las características de la X laevis. “Como el tamaño del genoma de X. tropicalis es sólo cerca de la mitad del de X. laevis, se eligió para secuenciar esta peculiar especie”, declara el investigador.
Xenopus laevis empezó a utilizarse en los años '40 para realizar test de embarazos. “Si la orina de una mujer se inyecta en una rana, ésta produce huevos en menos de ocho horas. Como esta rana se extendió tanto en los laboratorios, se utilizó pronto para otros propósitos como estudiar el desarrollo de los embriones”, apunta Hellsten.
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Referencia bibliográfica:
U. Hellsten et al. “The Genome of the Western Clawed Frog Xenopus tropicalis” Science vol 328, 30 de abril de 2010.
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