La formacion de nuevos genes- IMIM-UPF

La formacion de nuevos genes- IMIM-UPF


IMIM

Un trabajo recién publicado en la revista Plos Genetics ha descubierto que ganar nuevos genes durante la evolución es un proceso mucho más frecuente de lo que se había pensado hasta ahora. Se ha observado que existen cientos de genes que podrían ser únicos de los humanos, y algo parecido ocurre con los chimpancés. Algunos de estos genes resultarán útiles para el organismo y el resto desaparecerán con el tiempo.

"La formación de motivos de ADN, por la acumulación de mutaciones al azar, habría sido determinante para la aparición de los nuevos genes"

El trabajo ha sido liderado por Mar Albà, investigadora ICREA del Instituto Hospital del Mar de Investigaciones Médicas y Jorge Ruiz-Orera, investigador del mismo grupo, con la colaboración de investigadores de la Universidad Pompeu Fabra (UPF) y del Centro de Regulación Genómica (CRG), como Tomàs Marquès, líder del Laboratorio de Genómica Comparada del Instituto de Biología Evolutiva, centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas y la Universidad Pompeu Fabra, Jessica Hernández, investigadora del mismo grupo de investigación, y Cristina Chiva y Eduard Sabidó, miembros de la Unidad de Proteómica de la UPF y el CRG.

Hace un tiempo se pensaba que todos los genes nuevos se originaban a partir de otros genes, por ejemplo a partir de duplicaciones de genes ya existentes. Pero recientemente se ha visto que hay determinados genes, los llamados genes de novo, que se originan en regiones genómicas que no contienen previamente ningún gen.

Según Mar Albà, “este trabajo ha mostrado que la formación de motivos de ADN, por la acumulación de mutaciones al azar, habría sido determinante para la aparición de los nuevos genes”. Los motivos de ADN son unos elementos que activan la expresión de los genes.

"La formación de nuevos genes es un proceso continuo, que permite que durante la evolución los organismos adquieran nuevas funciones"

Para poder entender este proceso de formación de nuevos genes, los investigadores identificaron primero cientos de genes que eran específicos de humanos y chimpancés, entonces los compararon con las correspondientes secuencias genómicas del macaco y descubrieron que los nuevos genes estaban enriquecidos en motivos de ADN, un paso necesario para la formación de nuevos genes. Además, el estudio identificó 21 nuevas proteínas humanas que se desconocían hasta ahora.

La formación de genes con funciones completamente nuevas hasta hace poco era un misterio. Este estudio apoya firmemente la hipótesis de que continuamente se originan genes de novo. “El estudio demuestra que la formación de nuevos genes es un proceso continuo, que permite que durante la evolución los organismos adquieran nuevas funciones” concluye la investigadora.

Referencia bibliográfica: 

Jorge Ruiz-Orera, Jessica Hernandez-Rodriguez, Cristina Chiva, Eduard Sabidó, Ivanela Kondova, Ronald Bontrop, Tomàs Marqués-Bonet, M.Mar Albà.”Origins of de novo genes in human and chimpanzee. Plos Genetics, Dec 31 2015. DOI: 10.1371/journal.pgen.1005721

En esta imagen las piezas de madera representan los genes. Vemos que las formas de las piezas son de diferentes colores, cada color representa los genes de una especie diferente. También vemos que algunas formas se parecen, por ejemplo el triángulo se encuentra en las tres especies, éste sería un gen que se formó hace mucho tiempo y que está conservado. Pero de vez en cuando aparecen formas completamente nuevas que sólo las observamos en una especie (la pieza que tiene un formato extraño en la hilera del medio). Estos serían genes de novo que se habrían formado gracias a mutaciones al azar. / IMIM-UPF.