Muchos animales, incluidos los seres humanos, adquirieron genes esenciales “extraños” de microorganismos que cohabitaban su entorno en la antigüedad, según una nueva investigación. El estudio cuestiona las visiones convencionales de que la evolución de los animales se basa únicamente en genes que se transmiten a través de las líneas ancestrales, lo que sugiere que, al menos en algunos linajes, el proceso todavía está en curso
El estudio fue publicado en la revista de acceso abierto Genome Biology.
La transferencia de genes entre organismos que viven en el mismo entorno se conoce como transferencia horizontal de genes (HGT, Horizontal Gene Transfer). Es bien conocido en los organismos unicelulares y se piensa que es un proceso importante que explica la rapidez con que evolucionan las bacterias, por ejemplo, para adquirir resistencia a los antibióticos.
Se cree que la HGT desempeña un papel importante en la evolución de algunos animales, incluyendo los gusanos nematodos, que han adquirido genes de microorganismos y plantas, y algunos escarabajos que ganaron genes bacterianos para producir enzimas para digerir las bayas de café. Sin embargo, la idea de que la HGT se da también en animales más complejos, como los humanos, en lugar de que solamente reciban genes directamente de sus antepasados, ha sido ampliamente debatido y controvertido.
El autor principal, Alastair Crisp de la Universidad de Cambridge, Reino Unido, dijo: “Este es el primer estudio que muestra qué tan ampliamente se produce la transferencia horizontal de genes (HGT) en los animales, incluidos los humanos, dando lugar a decenas o cientos de genes activos “extranjeros”. Sorprendentemente, lejos de ser un hecho poco habitual, parece que la HGT ha contribuido a la evolución de muchos animales, quizás de todos, y que el proceso está en curso, lo que significa que es posible que tengamos que volver a evaluar la forma en que pensamos acerca de la evolución”.
Los investigadores estudiaron los genomas de 12 especies de Drosophila, o mosca de la fruta, cuatro especies de gusano nematodo y 10 especies de primates, incluidos los humanos. Ellos calcularon cuán bien se alinea cada uno de sus genes con los genes similares en otras especies para estimar la probabilidad de que pudiesen ser de origen extraño. Mediante la comparación con otros grupos de especies, pudieron estimar hace cuánto tiempo era probable que se hayan adquirido los genes.
Se confirmó una cantidad de genes como haber sido adquiridos por los vertebrados a través de la HGT, incluyendo el gen ABO del grupo sanguíneo. La mayoría de los otros genes estaban relacionados con las enzimas implicadas en el metabolismo.
En los seres humanos, se confirmaron 17 genes previamente notificados que fueron adquiridos por HGT, y se identificaron 128 genes extraños adicionales en el genoma humano que hasta ahora no se han reportado.
Algunos de estos genes están involucrados en el metabolismo de lípidos, incluyendo la descomposición de ácidos grasos y la formación de glicolípidos. Otros están involucrados en las respuestas inmunes, incluyendo la respuesta inflamatoria, la señalización inmune celular, y las respuestas antimicrobianas, mientras que otras categorías de genes incluyen el metabolismo de aminoácidos, la modificación de proteínas y las actividades antioxidantes.
El equipo pudo identificar la probable clase de organismos desde donde vinieron los genes transferidos. Las bacterias y los protistas, otra clase de microorganismos, son los donantes más comunes en todas las especies estudiadas. También identificaron HGT de virus, responsable de hasta 50 genes extraños más en los primates.
Algunos genes fueron identificados como originarios de los hongos. Esto explica por qué algunos estudios anteriores, que sólo se centraron en bacterias como fuente de HGT, originalmente rechazaron la idea de que estos genes eran ‘extranjeros’ en origen.
Se encontró que la mayoría de la HGT en primates es antigua, que se produce en algún momento entre el ancestro común de Chordata y el antepasado común de los primates.
Los autores dicen que su análisis probablemente subestima la verdadera magnitud de la HGT en los animales y que la HGT directa entre los organismos multicelulares complejos también es plausible, y ya conocida en algunas relaciones huésped-parásito.
El estudio también tiene impactos potenciales de manera más general en la secuenciación del genoma. Los proyectos de genoma eliminan frecuentemente las secuencias bacterianas de los resultados, suponindo que son contaminaciones. Si bien es necesario detectar la contaminación, no debe ser ignorada la posibilidad de que las secuencias bacterianas sean una parte genuina del genoma de un animal procedentes de HGT, dicen los autores.
