De fósiles vivientes y genomas

Este árbol es famoso por ser un "fósil viviente", un término usado para describir aquellos organismo que apenas han cambiado a lo largo de miles de años. En el caso del ginkho, hay especímenes conservados en registro fósil de hace 270 millones de años, en el Período Pérmico.

Los investigadores creen que la nueva información podría ayudar a explicar el éxito evolutivo del árbol. Su resiliencia es legendaria: fue una de las pocas especies vivientes que sobrevivieron a la bomba atómica de Hiroshima en 1945. El ginkgo es conocido por producir sustancias químicas desagradables para los insectos que intentan comerlo, y que también son efectivas contra hongos y bacterias. Los investigadores pueden ahora identificar los mecanismos responsables de esas capacidades.

En concreto, la especie secuenciada en este estudio ha sido Ginkgo biloba, la especie no extinta del género Ginkgo. Su genoma es enorme, con más de 10.6 billones de "letras" formando su ADN. El genoma humano contiene solo 3 billones.

Escritos en el código de ADN del Ginkgo hay aproximadamente unos 41.840 genes potenciales, las "plantillas" que las células del árbol utilizan para hacer las proteínas que construyen y mantienen el organismo. El análisis inicial del genoma, publicado en la revista GigaScience, sugiere que ha habido una amplia expansión a través del tiempo de las familias de genes que proporcionan una variedad de mecanismos defensivos.

Su arsenal antiinsectos es particularmente inteligente. El Ginkgo sintetizará un conjunto de productos químicos para combatir directamente una plaga, pero también lanzará otro conjunto de compuestos que atraen específicamente a los enemigos del insecto.

The tree is famed for being a “living fossil” - a term used to describe those organisms that have experienced very little change over millions of years.In the case of the Ginkgo, there are specimens preserved in the rock record from 270 million years ago, in the Permian Period.

The Chinese-led research team says the new information should help to explain the tree’s evolutionary success.

Its resilience is legendary: it was one of the few living things to survive the atomic bomb blast in the Japanese city of Hiroshima in 1945.A Ginkgo is known to produce chemicals that are unpalatable to the insects that try to eat it, and will counter the fungi and bacteria that attempt to attack it. Researchers can now more easily identify the mechanisms that drive these capabilities.

The specific species sequenced in the study was Ginkgo biloba. It reveals the tree’s genome to be huge, comprising some 10.6 billion DNA "letters".By way of comparison, the human genome contains just three billion letters.

Written in the Ginkgo’s DNA code are roughly 41,840 predicted genes, the “templates” that the tree’s cells use to make the complex protein molecules that build and maintain the organism. The initial analysis of the genome, published in the journal GigaScience, suggests there has been extensive expansion through time of gene families that provide for a variety of defensive mechanisms. 

Its anti-insect arsenal is particularly smart. The Ginkgo will synthesise one set of chemicals to directly fight a pest, but also release another set of compounds that specifically attract the insect’s enemies.

Fuente: BBC

De murciélagos y comunicación

Algunos murciélagos cantan o llaman como hacen los pájaros y los humanos. Pero, como aprenden sus llamadas y melodías es un misterio, uno que los científicos van a intentar resolver secuenciando los genomas de más de 1.000 especies de murciélagos.

El proyecto, llamado Bat 1k, fue anunciado el 14 de noviembre en la reunión anual de la Sociedad por la Neurociencia en San Diego, California. Sus organizadores también esperan aprender más sobre la capacidad de estos mamíferos voladores para orientarse en la oscuridad a través de la ecolocalización, sobre su fuerte sistema inmunitario que puede combatir el ébola y su relativamente larga esperanza de vida.

"Los genomas de otras especies, como los pájaros o los ratones, están bien entendidos", opina Sonja Vernes, una neurogenetista del Max Planck Institute for Psycholinguistics en Nijmegen, en los Países Bajos, y co-directora del proyecto. "Pero no sabemos nada aún sobre los genes de los murciélagos".

Algunos murciélagos muestran comportamiento de balbuceo, incluyendo ladridos, chillidos, silbidos y trinos, dice Mirjam Knörnschild, un etólogo de la la Free University Berlin, Alemania. Los murciélagos jóvenes aprenden las canciones y otros sonidos de tutores mayores. Usan estos sonidos durante el cortejo y el apareamiento, cuando buscan comida y cuando defienden su territorio contra rivales.

Los científicos han estudiado los sonidos vocales de tan solo unas 50 especies hasta hora, Knörnschild dice, y sabes mucho menos sobre comunicación entre murciélagos que sobre la comunicación entre pájaros. Hasta ahora, se han encontrado cuatro especies de murciélagos capaces de aprender sonidos de sus padres, de otros machos adultos o entre sí, al igual que un niño que aprende gradualmente a hablar gracias a sus padres.

Puedes leer la noticia completa aquí: Nature News

Some bats sing or call just as birds and humans do. But how they learn their calls and melodies is a mystery — one that scientists will try to solve by sequencing the genomes of more than 1,000 bat species.
The project, called Bat 1K, was announced on 14 November at the annual meeting of the Society for Neuroscience in San Diego, California. Its organizers also hope to learn more about the flying mammals’ ability to navigate in the dark through echolocation, their strong immune systems that can shrug off Ebola and their relatively long lifespans.
“The genomes of all these other species, like birds and mice, are well-understood,” says Sonja Vernes, a neurogeneticist at the Max Planck Institute for Psycholinguistics in Nijmegen, the Netherlands, and co-director of the project. “But we don’t know anything about bat genes yet.”

Some bats show babbling behaviour, including barks, chatter, screeches, whistles and trills, says Mirjam Knörnschild, a behavioural ecologist at Free University Berlin, Germany. Young bats learn the songs and other sounds from older male tutors. They use these sounds during courtship and mating, when they retrieve food and as they defend their territory against rivals.

Scientists have studied the vocal sounds of only about 50 bat species so far, Knörnschild says, and they know much less about bat communication than about birds’. Four species of bats have so far been found to learn vocal sounds from each other, their fathers and other adult males, just as a child gradually learns how to speak from its parents

You can read the full piece of news here: Nature News 

Fuente: Nature News 

De gibones, genoma y cáncer

La reorganización cromosómica consiste en una serie de cambios estructurales en el ADN durante el proceso evolutivo. En los humanos este fenómeno provoca graves enfermedades, como cáncer, pero no así en los gibones. Los cromosomas de este pequeño simio, en peligro de extinción y que habita en los densos bosques tropicales del sureste asiático, se han reorganizado con frecuencia y más veces que en sus parientes primates a lo largo de su evolución. Esta es una de las conclusiones que se desprende de la secuenciación del genoma del gibón, publicada en el último número de la revista Nature y que ha contado con la participación del Instituto de Biología Evolutiva, centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad Pompeu Fabra. Según los autores del estudio, el genoma del gibón permitirá entender mejor los mecanismos que se encuentran detrás de esos cambios.

“Este era el último de los simios que quedaba por secuenciar y marca el fin de una era en el campo de la genética comparativa de los primates. Por su gran similitud al humano, se diferencian tan sólo en un 3%, el genoma del gibón aporta información importante acerca de las reorganizaciones cromosómicas sucesivas y su papel en la salud humana“, explica Tomás Marques, investigador del Instituto de Biología Evolutiva. 

“Los cromosomas son como estructuras hechas de pequeños ladrillos. Durante la reorganización, una o más piezas se separan del resto para volverse a unir a la cadena pero en un lugar o con una orientación diferente. También puede darse el caso de que estos ladrillitos díscolos se pierdan o se dupliquen. Esas reorganizaciones del ADN pueden provocar importantes problemas en las células. Al contrario que los gibones, que las toleran bien, en el caso de los humanos pueden derivar en malformaciones de nacimiento y en cáncer”, añade Marques. 

Este estudio ha sacado a la luz un elemento inédito hasta ahora entre los homínidos. Se trata de una secuencia de ADN denominada LAVA y de la que los investigadores han encontrado más de mil copias a lo largo del genoma analizado. Este nuevo elemento aparece insertado en un grupo de genes encargados de la correcta separación de los cromosomas durante el proceso de división celular. “LAVA supone una novedad en el proceso evolutivo y se encuentra presente únicamente en el gibón. Es por eso que pensamos que ha podido tener un papel importante en el aumento de los errores durante la división celular, que después hayan provocado las frecuentes reorganizaciones cromosómicas”, añade el investigador.

Gibbons are small arboreal apes that display an accelerated rate of evolutionary chromosomal rearrangement and occupy a key node in the primate phylogeny between Old World monkeys and great apes. Here we present the assembly and analysis of a northern white-cheeked gibbon (Nomascus leucogenys) genome. We describe the propensity for a gibbon-specific retrotransposon (LAVA) to insert into chromosome segregation genes and alter transcription by providing a premature termination site, suggesting a possible molecular mechanism for the genome plasticity of the gibbon lineage. We further show that the gibbon genera (Nomascus, Hylobates, Hoolock and Symphalangus) experienced a near-instantaneous radiation ~5 million years ago, coincident with major geographical changes in southeast Asia that caused cycles of habitat compression and expansion. Finally, we identify signatures of positive selection in genes important for forelimb development (TBX5) and connective tissues (COL1A1) that may have been involved in the adaptation of gibbons to their arboreal habitat.

Fuente: Nature, CSIC