Secuenciado el genoma de un fósil viviente, el ginkgo biloba

La investigación, publicada en GigaScience, fue llevada a cabo por un equipo del Instituto de Biociencias de Pekín (BGI), la Universidad de Zheijiang y la Academia China de Ciencias, que abordaron y analizaron un genoma excepcionalmente grande, totalizando más de 10.000 millones de 'letras' de ADN.

El Ginkgo es considerado un "fósil viviente", lo que significa que su forma y estructura han cambiado muy poco en los 270 millones de años desde que nació. Dado su longevidad como especie y posición única en el árbol evolutivo de la vida, el genoma del ginkgo proporcionará un recurso extenso para los estudios referentes a las defensas de la plantas contra insectos y patógenos, y el estudio de los acontecimientos tempranos en la evolución del árbol y en la evolución en general.

Para estudiar la extraordinaria biología del ginkgo a nivel genético y molecular, la secuenciación de su genoma estaba en lo alto de la lista de deseos de los biólogos de plantas. Sin embargo, debido a su tamaño, así como la presencia de un enorme número de secuencias de repetición, el montaje de toda la secuencia del genoma ha sido una tarea difícil.

El genoma del ginkgo se extiende sobre más de 10 Gb, que es 80 veces más grande que la "planta modelo" del genoma de Arabidopsis thaliana. El genoma del árbol es también más grande que otras especies de plantas conocidas por genomas extremadamente grandes, como el maíz o las orquídeas.

Wenbin Chen, de BGI, explica algunas de las dificultades que tuvieron que superar: "Se generó una gran cantidad de datos brutos (unoa 2 Terabits) y la capacidad de computación para el ensamblaje del genoma fue desafiada tanto por los enormes datos como por la notable proporción de secuencias repetitivas, por lo que se requería una cantidad increíble de memoria. El gran genoma del ginkgo puede deberse a la duplicación completa del genoma y a la inserción de una proporción notablemente alta de secuencias repetitivas, al menos el 76,58%, y los intrones más largos entre todas las especies secuenciadas debido a inserciones de elementos transponibles".

Cumplir con el desafío de secuenciación valió la pena por una variedad de razones. Ciertamente se relaciona con su estatus de "fósil vivo", título compartido por otras pocas especies, incluyendo el cangrejo de herradura y el nautilus. Como el único representante sobreviviente de un grupo muy inusual de plantas no florecientes que apareció hace al menos 270 millones de años, el ginkgo ha conservado rasgos a lo largo de millones de años, como las hojas emblemáticas en forma de abanico, que no se ven en ninguna otra especie de plantas sobreviviente. Además tiene una posición muy única en el árbol evolutivo de la planta.

El profesor Yunpeng Zhao, uno de los autores de la Universidad de Zhejiang, explica cómo esta colocación evolutiva es de gran interés para los investigadores: "El ginkgo representa uno de los cinco grupos vivos de las plantas de semilla y no tiene parientes vivos. Y proporciona recursos genéticos clave para abordar cuestiones evolutivas como las relaciones filogenéticas de los linajes gimnospermas, la evolución del genoma y los genes en las plantas terrestres, la innovación de los rasgos del desarrollo, la evolución del sexo, así como la historia de la demografía y la distribución, la resistencia y la conservación del ginkgo".

SOBREVIVIERON A LA BOMBA ATÓMICA DE HIROSHIMA

Los investigadores también están fascinados por la resistencia del ginkgo bajo condiciones adversas --vale la pena señalar que los ginkgos fueron uno de los pocos seres vivos que sobrevivieron a la explosión del bombardeo atómico de Hiroshima--.

Esta resistencia probablemente ayudó al ginkgo a sobrevivir a períodos de glaciación en China que mataron a muchas otras especies, y también puede promover la longevidad de los árboles individuales, algunos viven hasta varios miles de años, según los informes. El ginkgo también es capaz de defenderse contra una amplia gama de atacantes, empleando un arsenal de armas químicas contra insectos, bacterias y hongos.