Científicos acaban de modificar genéticamente un millón de años de evolución en ADN de ratón: ScienceAlert

Cambiar el número de cromosomas de un animal puede tardar millones de generaciones en ocurrir en la naturaleza a lo largo de la evolución, y los científicos ahora han podido realizar estos mismos cambios en ratones de laboratorio en un abrir y cerrar de ojos.

La nueva técnica que utiliza. células de resistencia y la edición de genes es un logro importante que el equipo espera que revele más sobre cómo el reordenamiento cromosómico puede afectar la forma en que los animales evolucionan con el tiempo.

Es en los cromosomas, esas cadenas de proteína y ADN dentro de las células, donde encontramos nuestros genes, heredados de nuestros padres y mezclados para hacernos quienes somos.

Para los mamíferos como los ratones y nosotros los humanos, los cromosomas normalmente se emparejan. Hay excepciones, como en las células sexuales.

Las células madre embrionarias no fertilizadas suelen ser el mejor punto de partida para modificar el ADN. Sin embargo, la falta de ese conjunto adicional de cromosomas que proporciona un espermatozoide priva a las células de un paso importante en la negociación de qué genes se marcarán como activos para que los cromosomas hagan el trabajo de construir un cuerpo.

Este proceso, llamado impronta, ha sido un obstáculo para los ingenieros ansiosos por reestructurar grandes porciones del genoma.

«La impronta genómica a menudo se pierde, lo que significa que la información sobre qué genes deberían estar activos desaparece en las células madre embrionarias haploides, lo que limita su pluripotencia y la ingeniería genética». Él dice biólogo Li-Bin Wang de la Academia China de Ciencias.

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«Recientemente descubrimos que al eliminar tres regiones impresas, podríamos establecer un patrón de impresión estable similar al de los espermatozoides en las células».

Sin esas tres regiones impresas naturalmente, era posible una fusión cromosómica duradera. En sus experimentos, los investigadores fusionaron dos cromosomas de tamaño mediano (4 y 5) y los dos cromosomas más grandes (1 y 2) en dos orientaciones diferentes, lo que resultó en tres arreglos diferentes.

La fusión de los cromosomas 4 y 5 fue la más exitosa en cuanto a la transmisión del código genético a la descendencia de los ratones, aunque la reproducción fue más lenta de lo normal.

Una de las fusiones 1 y 2 no produjo una descendencia de ratón, mientras que la otra produjo una descendencia de ratón más lenta, más grande y más ansiosa que la de la fusión de los cromosomas 4 y 5.

Según los investigadores, la disminución de la fertilidad depende de cómo se separen los cromosomas después del alineamiento, lo que normalmente no ocurre. Muestra que el reordenamiento cromosómico es crítico para aislamiento reproductivo – una parte fundamental de la especie capaz de evolucionar y permanecer separada.

«El ratón doméstico de laboratorio ha mantenido un cariotipo estándar de 40 cromosomas, o la imagen completa de los cromosomas de un organismo, después de más de 100 años de reproducción artificial». Él dice biólogo Zhi-Kun Li, también de la Academia China de Ciencias.

«Sin embargo, en escalas de tiempo más largas, los cambios de cariotipo causados ​​por reordenamientos cromosómicos son comunes. Los roedores tienen de 3,2 a 3,5 reordenamientos por millón de años, mientras que los primates tienen 1,6».

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Para contextualizar esto, los raros saltos en el reordenamiento cromosómico ayudaron a dirigir los caminos evolutivos de nuestros antepasados. Los cromosomas que permanecen separados en los gorilas, por ejemplo, se fusionan en uno solo en nuestro genoma humano.

Estos tipos de cambios pueden ocurrir una vez cada pocos cientos de milenios. Aunque las modificaciones genéticas realizadas aquí en el laboratorio fueron en una escala relativamente pequeña, las señales indican que podrían tener efectos dramáticos en los animales involucrados.

Todavía estamos al principio, después de todo, esto es un hecho científico, pero más adelante, puede haber una oportunidad para corregir los cromosomas desalineados o malformados en las líneas sanguíneas humanas. Sabemos que en las personas, las fusiones y transferencias de cromosomas pueden provocar problemas de salud, incluida la leucemia infantil.

«Hemos demostrado experimentalmente que el evento de reordenamiento cromosómico es la fuerza impulsora detrás de la evolución de las especies y es importante para el aislamiento reproductivo, proporcionando una vía potencial para la ingeniería de ADN a gran escala en los mamíferos». Él dice Ahí.

La investigación fue publicada en Ciencias.

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