Back

The analysis of the elephant shark genome reveals the origin of vertebrate bones

The analysis of the elephant shark genome reveals the origin of vertebrate bones

Researchers from the Tomàs Marquès group at the IBE have participated in the sequencing of the elephant shark genome with the purpose of studying the transition from cartilage to bone calcified bones.
The study, published by Nature journal on Jan 9th, provides also new insights into the understanding and treatment of bone diseases such as osteoporosis
The results of this international study provide a new perspective for understanding the evolution of two fundamental systems for humans: the skeleton and the immune system.
Ref article: Byrappa Venkatesh et al. "Elephant shark genome provides unique insights into gnathostome evolution". Nature. 9/1/2014.

08.01.2014

 

Un equip internacional d'investigadors ha seqüenciat i analitzat el genoma del tauró elefant, un membre de la família dels taurons (peixos cartilaginosos) i considerat el vertebrat amb mandíbula més antic. La comparació del genoma del tauró elefant amb els genomes dels principals vertebrats, inclòs el genoma humà, ha revelat el motiu pel qual l'esquelet dels taurons es compon en gran part de cartílag i no d'os, com el nostre esquelet.  Investigadors catalans de l'Institut de Biologia Evolutiva (Universitat Pompeu Fabra-CSIC) de Barcelona, entre els quals hi ha Tomàs Marquès-Bonet, han col·laborat en aquest important estudi científic, que es publicarà el dijous 9 de gener, a l'edició digital de la prestigiosa revista Nature.

Els peixos cartilaginosos (taurons i ralles) són el grup més antic dels vertebrats amb mandíbules i divergeixen dels vertebrats ossis fa uns 450 milions d'anys. El tauró elefant habita les aigües temperades de la plataforma continental enfront del sud d'Austràlia i Nova Zelanda, a profunditats d'entre 200 i 500 metres.

A diferència dels éssers humans i d'altres vertebrats ossis, els peixos cartilaginosos són incapaços de reemplaçar el cartílag amb l'os. L'anàlisi del genoma del tauró elefant ha posat en relleu una família de gens que es troben absents en el genoma del tauró elefant, però present en tots els vertebrats ossis.

Posteriors experiments han demostrat que quan un membre d'aquesta família de gens va ser eliminat en el peix zebra, va suposar una significativa reducció en la formació d'os, indicant d'aquesta manera la importància d'aquesta família de gens en la formació dels ossos. Segons, Tomàs Marquès-Bonet, professor ICREA a l'Institut de Biologia Evolutiva, " aquesta troballa té implicacions importants per a la nostra comprensió de les malalties òssies com l'osteoporosi i per al desenvolupament d'estratègies terapèutiques eficaces".

Una troballa inesperada va ser que el tauró elefant sembla no tenir un tipus especials de cèl·lules immunes (CD4) que es consideraven essencials per a la defensa contra infeccions virals/bacterianes i per prevenir reaccions autoimmunes com la diabetis i l'artritis reumatoide. Malgrat aquesta organització aparentment primitiva del sistema immunològic, aquests taurons presenten defenses immunitàries avançades i de llarga durada. Tot i contradir coneixements que creiem assentats, el professor Byrappa Venkatesh, director del l'Institute of Molecular and Cell Biology (IMCB), A*STAR, de Singapur, que ha liderat l'estudi, ha assegurat que " aquest descobriment ha obert una via sense precedents per al desenvolupament de noves estratègies per entendre funcions immunes dels éssers humans."

Finalment, l'estudi també ha constatat que el genoma del tauró elefant te l'evolució més lenta de tots els vertebrats, inclòs el famós Celacant, popularment conegut com un "fòssil vivent". Aquesta característica subratlla encara més la seva importància com un genoma de referència per als estudis genòmics comparatius destinats a millorar la comprensió del genoma humà. " Aquest treball demostra una vegada mes el poder de la genòmica comparativa com a eina per entendre els processos biològics mes basics" afegeix Tomàs Marquès-Bonet.

El projecte del genoma del tauró elefant és un esforç de col·laboració de científics de dotze institucions internacionals i ha estat finançat, principalment, per l'Institut Nacional d'Investigació del Genoma Humà (NHGRI) dels Instituts Nacionals de Salut (NIH) dels Estats Units.

Treball de referència: Byrappa Venkatesh et al. (incloent Belen Lorente-Galdos, Xavier Quilez i Tomàs Marquès Bonet). "Elephant shark genome provides unique insights into gnathostome evolution". Nature. 9/1/2014.

Més informació: Tomàs Marquès Bonet (Tels. 93 316 08 87 - 650 487 718) (tomas.marques@upf.edu)
 

Multimèdia

Multimedia

Multimedia

Categories: