El descubrimiento de genes egoístas de 119 millones de años en la levadura ilustra el impacto del ADN parasitario en la evolución del genoma

Los conductores meióticos son un tipo de gen egoísta. Presentes en los genomas de casi todas las especies, incluida la humana, transfieren injustamente su material genético a más de la mitad de su descendencia, provocando en ocasiones infertilidad y disminución de la salud del organismo. Debido a su potencial parasitario, su longevidad a lo largo del tiempo evolutivo se consideraba efímera, hasta ahora.

Una nueva investigación del Instituto Stowers de Investigación Médica, en colaboración con el Instituto Nacional de Ciencias Biológicas de Beijing, China, ha descubierto una familia de genes egoístas que han sobrevivido durante más de 100 millones de años, o 10 veces más que cualquier motor meiótico. alguna vez identificado. arrojando nuevas dudas sobre las creencias establecidas sobre cómo la selección natural y la evolución se ocupan de estas secuencias amenazantes.

“La idea siempre ha sido que debido a que estos genes son tan desagradables, no permanecerán en las poblaciones por mucho tiempo”, dijo la investigadora asociada Sarah Zanders, Ph.D., que los genomas simplemente no siempre pueden deshacerse de ellos.

Los controladores meióticos se denominan así porque pueden adquirir la capacidad de “impulsar” literalmente la transmisión de sus genes a través de un genoma, a menudo con consecuencias negativas. La selección natural es, por tanto, la principal fuerza que se opone genes egoístasfavoreciendo las variantes genéticas que matan el impulso para la recuperación de la fertilidad y la salud general de una especie.

“La selección natural tiene una capacidad limitada para eliminar los impulsores meióticos de una población”, dijo Zanders. “Imagina organizar pruebas de equipos de fútbol (seleccion natural) para reclutar a los mejores jugadores (genes promotores del estado físico). Los pilotos son jugadores que sabotean a otros jugadores que lo intentan. Los pilotos son parte del equipo, pero no porque sean buenos en el fútbol”.

En un estudio reciente publicado en eLife el 13 de octubre de 2022, dirigido por el investigador Mickael De Carvalho, Ph.D., de Zanders Lab, y Guo-Song Jia, investigador predoctoral en el laboratorio de Li-Lin Du, Ph.D., identificó por primera vez que ‘una familia de genes egoístas llamada wtf no solo prosperó en el levadura de fisiónSchizosaccharomyces pombe, pero se transmitieron a tres especies únicas de levadura que divergieron de S. pombe hace unos 119 millones de años.

“Este hallazgo es particularmente novedoso porque una familia de genes impulsores ha prosperado al menos diez veces más de lo que los genetistas jamás pensaron posible”, dijo Zanders.

Durante la meiosis, la división celular especializada que da lugar a células reproductivas como el espermatozoide y el óvulo, la herencia de material genético de un conjunto de cromosomas de cada padre es 50/50, o la misma probabilidad para cada célula reproductiva.

Los conductores meióticos de levadura son en realidad un parásito genético más poderoso. La familia de genes wtf son impulsores meióticos asesinos; no solo transmiten el gen egoísta a más del 50% de la descendencia, sino que luego destruyen las células reproductivas, o esporas de levadura, que no heredan el gen motor.

La selección natural en un genoma generalmente salva a una especie de genes egoístas al favorecer genes que suprimen o silencian la conducción, haciéndola inútil. La forma en que la familia de genes wtf ha escapado a la eliminación se debe en gran parte a sus rápidas tasas de mutación.

Esta persistencia altera nuestra percepción de cómo una especie puede superar el esperado aumento de la infertilidad que normalmente conduce a la extinción. También cambia la forma en que los científicos pueden buscar e identificar familias de genes egoístas en diferentes especies, incluidos los humanos.

“Hasta ahora, al buscar conductores candidatos dentro de un genoma, no habría considerado los genes ‘antiguos’ como una posibilidad”, dijo Zanders. “Desde egoísta Génova son los principales impulsores de la evolución, este nuevo descubrimiento abre la puerta a pensar en cómo los factores pueden tener efectos persistentes y a largo plazo en genoma evolución.”