La rana africana de uñas posee dos conjuntos de cromosomas de dos antepasados extintos

Hace millones de años, una especie de anfibios se dividía en dos especies y, millones de años más tarde, las dos ranas se convirtieron en una de nuevo, pero con algunos cromosomas adicionales debido a la duplicación del genoma entero. Éste es el caso curioso de la rana africana de uñas, 'Xenopus laevis', una rana cuyo genoma contiene casi el doble del número de cromosomas que la rana occidental con garras relacionada, 'Xenopus tropicalis'.

En la evolución de las especies, han ocurrido diferentes eventos a lo largo de millones de años que han aumentado el número de cromosomas en algunos organismos. La poliploidía describe un evento que incrementa el número de copias de cada cromosoma. Los vertebrados han sido objeto de al menos dos eventos de poliploidía diferentes desde su divergencia inicial. Aunque es relativamente raro hoy en día observar un mamífero, reptil o ave con un número anormal de cromosomas, la poliploidía es común en peces, anfibios y plantas.

El profesor de Genética, Genómica y Desarrollo de la Universidad de California, en Berkeley, Estados Unidos, y jefe de la Unidad de Genética Molecular en el Instituto de Okinawa de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Graduados (OIST), Daniel Rokhsar; el profesor de la Universidad de Tokio Masanori Taira y el profesor de la Universidad de California en Berkeley Richard M. Harland lideraron a un grupo de investigadores para examinar la evolución del genoma de la rana africana de uñas.

ESTA DUPLICACIÓN SE HABÍA VISTO A RAÍZ DE ESPECIES EXISTENTES

El doctor Oleg Simakov, erudito postdoctoral en la Unidad de Genética Molecular en OIST, desarrolló un algoritmo para determinar la cantidad de tiempo, en millones de años, entre la divergencia y la posterior fusión de la especie ancestral de 'X. Laevis'. Con el fin de ser capaz de calcular estos tiempos, el genoma de 'X. Laevis' tuvo que anotarse correctamente.

La anotación implica identificar qué regiones de ADN contienen genes codificantes o regiones no codificantes. Aunque la automatización puede simplificar este proceso, se cometen muchos errores. El doctor Yuuri Yasuoka, de la Unidad de Genómica Marina en OIST, ayudó a corregir manualmente la anotación de genes. Sus estudios de postgrado en la Universidad de Tokio, bajo la dirección de Taira Masanori, le permitieron desarrollar las habilidades necesarias para su papel en este proyecto. "Aprovechando mis experiencias en el campo de la biología del desarrollo, examiné los genes implicados en los procesos de desarrollo", explica.

El doctor Adam Session, exestudiante graduado en formación en el laboratorio del profesor Rokhsar en la Universidad de California en Berkeley y coautor principal de la publicación en 'Nature', explica: ??"El hallazgo más interesante de nuestro estudio es que podemos dividir el genoma actual de 'X. Laevis' en dos grupos distintos de cromosomas, cada descendiente de una especie ancestral única. Aunque los estudios de plantas han mostrado resultados similares utilizando especies relacionadas todavía en existencia, ahora es la primera vez que se ha hecho con dos especies progenitoras extintas".

Este gran proyecto de colaboración resultó en nueva información de la duplicación del genoma que se puede aplicar a estudios evolutivos de otros organismos. "Como 'X. Laevis' es un sistema modelo bien estudiado para la biología celular y del desarrollo, es ideal para para estudiar el efecto de la poliploidía en la evolución", concluye Simakov.