Publicado el 03 de diciembre de 2020 Actualizado el 21 de noviembre de 2024
Tu ADN es un libro abierto que habla más de tus antepasados que de ti, en el que cada uno de ellos ha dejado una huella, una mutación o una marca de lo que vivió, representando una nueva bifurcación en el árbol genético de la especie humana que tú portarás y transmitirás a tus descendientes.
La información genética humana está formada por 30.000 genes, lo que no es mucho más que la del platelminto c. elegans, la mosca drosophila o el ratón. Los genes que codifican proteínas sólo representan el 2% del ADN total, mientras que el 98% de este último es no codificante y el 50% es ADN viral.
¡Respira! ¡Lo estás haciendo bien! Sigues siendo la misma persona, lo que no te hace más viral que humano. Ten por seguro que nadie está intentando desarrollar una vacuna contra la humanidad.
Estos restos virales, en su mayoría inactivos, son el resultado de transferencias genéticas horizontales, por las que un organismo recibe material genético de otro organismo, en este caso un virus, y lo integra de forma permanente en su composición genética. Una fracción de estos elementos permanece móvil y constituye los Elementos Transponibles (ET). Estos ET pueden copiarse y pegarse a sí mismos y desplazarse dentro del ADN, a veces llevándose consigo un gen o un elemento regulador, contribuyendo así a la plasticidad del genoma de su huésped. Los elementos móviles han desempeñado, y siguen desempeñando, un papel fundamental en la evolución de muchas especies.
En su tesis "Estudio de las transferencias horizontales de material genético entre virus y animales", Vincent Loiseau aborda el fascinante tema de las transferencias horizontales de material genético, en forma de recopilación de publicaciones científicas comentadas.
El objetivo de esta tesis era diseccionar el proceso por el que los virus actúan como vectores de ADN entre distintos hospedadores. Para ello, el alumno desglosó y exploró este problema desde distintos ángulos:
El tema central de esta tesis echa por tierra un paradigma de la biología que muchos estudiantes siguen creyendo cierto: la transmisión vertical de la información genética. Esta tesis forma parte de un corpus bibliográfico que poco a poco va desmontando este dogma, poniendo de relieve la infinita complejidad del mundo vivo.
La narración del autor nos arrastra al despliegue lógico de sus pensamientos, en el que compartimos la emoción de formular una hipótesis, los peligros del método, el erotismo de una solución plausible y el sentido crítico racional ante esta última, que entrelaza fracaso, desilusión y esperanza.
El autor nos recuerda a todos que la investigación está salpicada de fracasos, y subraya que un fracaso experimental sigue siendo un resultado que no justifica en absoluto cerrar el paréntesis de un proyecto, sino que, por el contrario, demuestra imaginación para ir más allá de los desafíos encontrados.
"Se han identificado varios miles de estas transferencias horizontales de ET, mientras que sólo se ha descrito hasta la fecha un ejemplo de transferencia horizontal de un gen no ET entre animales [una proteína anticongelante compartida entre varias especies de peces].
Los ET son elementos genéticos móviles egoístas, capaces de desplazarse y duplicarse dentro de los genomas. En general, se clasifican en dos categorías
- transposones de clase I o retrotransposones, que se transponen mediante un mecanismo de copia/pega a través de un intermediario de ARN; y
- transposones de clase II, o transposones de ADN, que se transponen mediante un mecanismo de cortar y pegar a través de un intermediario de ADN.
Debido a las numerosas secuencias repetidas de TE en los genomas, su estudio ha resultado y sigue resultando complicado, ya que interfieren en el ensamblaje de genomas de buena calidad. Aunque el número de copias en los genomas de los metazoos varía, se considera que prácticamente todos los eucariotas llevan ETs en su genoma.
Algunos ejemplos son el genoma humano, del que se estima que alrededor del 50% son TEs, y el genoma del maíz, del que más del 85% son TEs. Así pues, los ET forman parte del ADN repetido no génico de los genomas y durante mucho tiempo se han considerado inútiles. Además, las oleadas de transposición de ETs en los genomas a menudo conducen a mutaciones deletéreas, con un impacto negativo en el valor selectivo del huésped.
Hoy en día, esta visión tiende a matizarse, ya que los estudios demuestran que estas secuencias pueden modelar los genomas del huésped e influir en la evolución de los organismos, al ser fuente de mutaciones, polimorfismo genético, reordenamientos cromosómicos y participar en la regulación de las redes génicas".
Los resultados no revelaron ni un patrón de expresión ni un aumento general de la expresión global de ET inducido por la infección viral. No obstante, ciertas ET parecían sobreexpresarse y transcribirse junto con el virus durante ciertas infecciones. Esto parece demostrar que algunas ET del hospedador estudiado se han transpuesto y transcrito a partir del genoma vírico, lo que permitiría su integración en un segundo hospedador infectado.
Sin embargo, el estudiante se muestra cauto sobre sus conclusiones debido a una limitación metodológica en la secuenciación. Al final de esta sección, presenta una elegante teoría sobre el uso de las TE por parte de las células para sabotear la replicación vírica como herramientas inmunitarias intracelulares que dan al sistema inmunitario del huésped más tiempo para hacer frente a la infección.
La comparación de datos sobre diferentes sistemas virus-huésped muestra una dinámica diferente de inserción de TE en genomas virales específicos de cada sistema. La frecuencia media de inserción de ET en un virus observada por el estudiante es inferior al 10%, y algunos virus presentan frecuencias superiores al 26%. Los resultados obtenidos muestran que, para algunos virus, la cantidad de TE que puede integrarse representa el 25% del ADN viral final. Así pues, ciertos sistemas virus-huésped parecen ser favorables a la transposición en genomas virales, mientras que otros lo son menos.
El investigador informa por primera vez de un caso de transferencia de elementos móviles entre dos virus de especies diferentes dentro del mismo hospedador. Esto refuerza la supuesta contribución de los virus como vectores de ETs y explica la persistencia de estos ETs en su interior, constituyendo ecosistemas genómicos dinámicos. Además, el estudio pone de relieve una familia de virus capaz de infectar a una gran variedad de hospedadores, aunque todavía no se han realizado estudios sobre su transferencia horizontal y su frecuencia.
Este trabajo de investigación es el primero que informa en detalle de un caso de transferencia horizontal entre especies vectorizado por un retrovirus Bxv1 murino a la línea celular B Hep2-clon 2 humana. Esta transferencia horizontal mediada por virus puede verse como la confirmación de dos pasos clave: la adquisición de un fragmento del genoma del huésped por un virus, seguida de la integración de este fragmento genómico en el genoma de otro huésped. Además, si este experimento es reproducible, podría proporcionar un interesante modelo de estudio molecular para futuras investigaciones.
Esta tesis demuestra la unidad de los organismos vivos de la Tierra, que comparten un código de información común que es el ADN. También demuestra que nuestra evolución no es sólo el resultado de una simple mutación aleatoria de la información ancestral heredada de un ancestro común, sino también de transferencias horizontales vectorizadas en parte por virus.
En un mundo en el que algunos sectores de la opinión pública tachan a los OMG de antinaturales, ¿qué debemos pensar de estos procesos naturales de copia/pega y edición genética dentro de las especies y entre ellas? En otras palabras, ¿qué hay de natural en la modificación genética?
Señores, si su hijo se parece más a su mejor amigo, a su vecino o a su cartero, no cuestionen necesariamente la fidelidad de su pareja. Podría tratarse simplemente de una mala broma viral.
Vincent Loiseau. Estudio de las transferencias horizontales de material genético entre virus y animales.
Evolución [q-bio.PE]. Université Paris-Saclay, 2020. Francés. ⟨NNT : 2020UPASL018⟩.⟨tel-02983223⟩
Enlace al archivo abierto de la tesis: https: //tel.archives-ouvertes.fr/tel-02983223
Enlace al PDF de la tesis: https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02983223/document
Enlace al equipo de investigación asociado a esta tesis: http: //www.egce.cnrs-gif.fr/?page_id=4003
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