Crean una máquina del tiempo evolutiva con los genomas de 51 especies de vertebrados

Los investigadores acaban de mapear los genomas de 51 especies animales, incluyendo gatos, delfines, canguros, pingüinos, tiburones y tortugas: el descubrimiento tendría enormes implicaciones para comprender la salud y la evolución humanas, además de crear una "máquina del tiempo evolutiva".

Científicos de la Universidad Johns Hopkins, en Estados Unidos, aplicaron un nuevo software para descifrar los mapas genéticos de 51 especies de vertebrados: el descubrimiento profundiza nuestra comprensión de la evolución y aclara los vínculos entre humanos y animales, entre otros aspectos de importancia. Los hallazgos se resumen en un nuevo estudio, publicado recientemente en la revista Nature Biotechnology.

De acuerdo a una nota de prensa, el equipo de investigadores trabajó en colaboración con el Proyecto Genomas de Vertebrados, priorizando la secuenciación de los genomas de aquellas especies que son modelos útiles para comprender la evolución humana. Los investigadores desarrollaron nuevos algoritmos y un software para reducir el tiempo de secuenciación, que pasó de durar varios meses a solamente algunos días.

De un ancestro común

Vale recordar que los mamíferos, un subconjunto de vertebrados que incluye a primates, perros, gatos, ratones y humanos, comparten entre el 50% y el 99% de su ADN, y prácticamente todos los genes de un ancestro común, que vivió en la Tierra hace alrededor de 200 millones de años. Luego de comparar los genomas completos de estas especies, los investigadores pueden revelar el momento exacto en el cual las secuencias de ADN se separaron, apreciando así las consecuencias de este cambio para el ser humano.

¿Cómo pudieron los investigadores revelar el genoma de estas especies tan diferentes? Los genomas de los vertebrados poseen miles de millones de caracteres, extremadamente largos para que una tecnología de secuenciación genética pueda leerlos rápidamente y en conjunto. Para alcanzar este objetivo, los científicos aplican herramientas informáticas y de Inteligencia Artificial (IA), para dividir el genoma en segmentos diminutos, que permitan su lectura. A continuación, el software especializado trabaja con esos segmentos y los va uniendo, como si se tratara de las piezas de un rompecabezas.

Una máquina del tiempo para rastrear los cambios evolutivos

Siguiendo esta metodología, los científicos lograron descifrar el genoma completo de especies tan disímiles como gatos, delfines, canguros, pingüinos, tiburones y tortugas, entre otras. Esta amplia diversidad ha creado una verdadera “máquina del tiempo evolutiva”, ya que registra las modificaciones que fueron teniendo lugar desde ese primer ancestro común hasta las condiciones actuales de cada especie animal, y las diferencias del camino evolutivo de cada una de ellas con respecto al ser humano.

“Ahora podemos rastrear cómo los vertebrados evolucionaron con el tiempo y eventualmente dieron lugar a genes y secuencias que se encuentran exclusivamente en los humanos. Tener un mapa de los genes de nuestros primos evolutivos nos ayudará a comprendernos mejor a nosotros mismos", indicó en el comunicado el científico Michael Schatz, uno de los autores principales del nuevo estudio.

El avance obtenido en cuanto al genoma de los vertebrados y la posibilidad de “cruzar” esta información con el genoma humano abre un enorme universo de posibilidades para la salud humana. Por ejemplo, una parte importante del desarrollo de nuevos fármacos comienza con el trabajo en roedores y otros animales, de los cuales ahora disponemos de genomas completos.

Referencia

Scalable, accessible and reproducible reference genome assembly and evaluation in Galaxy. Michael Schatz, Delphine Larivière et al. Nature Biotechnology (2024). DOI:https://doi.org/10.1038/s41587-023-02100-3