Los ancestros de las serpientes actuales tenían brazos y piernas completos, según un nuevo estudio que descubrió que las mutaciones genéticas hicieron que los reptiles perdieran sus extremidades hace más de 100 millones de años.
Los investigadores describieron un tramo de ADN implicado en la formación de las extremidades que está mutado en las serpientes. Cuando insertaron el ADN de la serpiente en ratones, los animales desarrollaron extremidades truncadas, lo que sugiere que un tramo crítico de ADN perdió su capacidad para apoyar el crecimiento de las extremidades durante la evolución de las serpientes. «Este es uno de los muchos componentes de las instrucciones de ADN necesarias para hacer las extremidades en los seres humanos y, esencialmente, todos los demás vertebrados con patas. En las serpientes se ha roto», explica Axel Visel, del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (EE.UU.). «Es probablemente uno de los varios pasos evolutivos que se produjeron en las serpientes, que, a diferencia de la mayoría de los mamíferos y reptiles, ya no pueden formar extremidades», dijo Visel.
Las serpientes actuales han sufrido uno de los cambios de plan corporal más drásticos en la evolución de los vertebrados. Para estudiar las raíces moleculares de esta adaptación, Visel y sus colegas empezaron a examinar los genomas de serpientes publicados, incluidos los de serpientes basales como la boa y la pitón, que tienen patas vestigiales -diminutos huesos de las patas enterrados en sus músculos- y los de serpientes avanzadas, como la víbora y la cobra, que han perdido todas las estructuras de las extremidades. Dentro de estos genomas, se centraron específicamente en un gen llamado Sonic hedgehog, o Shh, implicado en muchos procesos de desarrollo – incluyendo la formación de las extremidades.
Los investigadores profundizaron en uno de los reguladores del gen Shh, un tramo de ADN llamado ZRS (la Secuencia Reguladora de la Zona de Actividad Polarizante) que estaba presente pero había divergido en las serpientes. Para determinar las consecuencias de estas mutaciones, los investigadores utilizaron CRISPR, un método de edición del genoma, para insertar la ZRS de varios otros vertebrados en ratones, sustituyendo el regulador del ratón. Con el ZRS de otros mamíferos, como los humanos, los ratones desarrollaron extremidades normales. Incluso cuando insertaron el ZRS de los peces, cuyas aletas son estructuralmente muy diferentes de las extremidades, los ratones desarrollaron extremidades normales.Sin embargo, cuando los investigadores sustituyeron el ZRS del ratón por la versión de la pitón o la cobra, los ratones pasaron a desarrollar extremidades delanteras y traseras gravemente truncadas.
«Utilizando estas nuevas herramientas genómicas, podemos empezar a explorar cómo las diferentes versiones evolutivas del mismo potenciador afectan al desarrollo de las extremidades y ver realmente lo que ocurre», dijo Visel. Para identificar las mutaciones en el ZRS de las serpientes que fueron responsables de su inactivación durante la evolución de la serpiente, los investigadores examinaron más de cerca la historia evolutiva de los cambios de secuencia individuales. Al comparar los genomas de las serpientes y de otros vertebrados, identificaron una supresión particularmente sospechosa de 17 pares de bases que sólo se produjo en las serpientes; esta supresión eliminó un tramo del ZRS que tiene un papel clave en la regulación del gen Shh en los animales con patas.
0 comentarios