Un
trabajo liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas
(CSIC) ha descubierto que organismos unicelulares filogenéticamente
emparentados con los animales poseen genes T-box, que hasta hace poco se
creían exclusivos del mundo animal.
Uno de estos genes, Brachyury,
clave para el desarrollo de los animales, tiene en la ameba Capsaspora
una secuencia prácticamente idéntica a la del gen homólogo presente en
los animales. Por ello, los investigadores sugieren que la especificidad
de este factor de transcripción se generó en el origen de los animales y
que los cambios en su función son debidos a la interacción con otras
proteínas. El trabajo ha sido publicado en PNAS.
Este
estudio demuestra que la genética de los animales no está tan alejada de
la genética de organismos unicelulares que se podrían considerar más
antiguos desde un punto de vista evolutivo.
Además
de en la ameba Capsaspora, existen genes T-box en los
ictiosporeos, otros organismos unicelulares emparentados con los
animales, y en diferentes hongos basales, como los quítridos.
Para
ver si los genes T-Box de Capsaspora eran funcionales en animales, los
investigadores analizaron y aislaron el gen Brachyury de la ameba, cuya
estructura es muy similar a la de su gen homólogo en animales.
Posteriormente, lo introdujeron en embriones de la rana africana, a los
que previamente se les había silenciado sus propios genes Brachyury.
Paralelamente, se introdujo en otros embriones de rana el gen Brachyury
procedente de una esponja marina (del género Sycon) y de una anémona
marina (del género Nematostella).
El
experimento demostró que ambos genes Brachyury son capaces de adaptarse,
mimetizar la función del gen de la rana y llevar a buen término la
gastrulación, proceso que da lugar a la formación de las capas
fundamentales del embrión.
No obstante, se observaron diferencias importantes. El gen proveniente de la
ameba no tiene la especificidad del de la esponja o la anémona. El
primero activa genes que no deberían ser activados por Brachyury sino
por otros genes T-box, lo que demuestra poca especificidad. Por el
contrario, los genes Brachyury de la esponja y la anémona sí activan los
mismos genes que el Brachyury de la rana.
Developmental transcription factors are key players in animal
multicellularity, being members of the T-box family that are
among the most important. Until recently,
T-box transcription factors were thought to be exclusively present in
metazoans. In this work is reported the presence of T-box
genes in several nonmetazoan lineages, including ichthyosporeans,
filastereans, and
fungi. The data confirm that Brachyury is
the most ancient member of the T-box family and establish that the T-box
family
diversified at the onset of Metazoa.
Moreover, it is demonstrated that functional conservation of a homolog of
Brachyury of the protist
Capsaspora owczarzaki in Xenopus laevis. By comparing the molecular phenotype of C. owczarzaki
Brachyury with that of homologs of early branching metazoans, it is defined
a clear difference between unicellular holozoan and
metazoan Brachyury homologs, suggesting
that the specificity of Brachyury emerged at the origin of Metazoa.
Experimental determination
of the binding preferences of the C. owczarzaki
Brachyury results in a similar motif to that of metazoan Brachyury and
other T-box classes. This finding suggests that functional
specificity between different T-box
classes is likely achieved by interaction with alternative cofactors, as
opposed to differences
in binding specificity.
Fuente: CSIC
