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Jueves, 6 de mayo de 2021
Hallazgo paleogenético

Diente conservado en permafrost permite reconstruir el genoma de mamut de más de un millón de años

Ricardo Martínez

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Diente del estudio - Crédito: Anette Gärdeklint Sylla.
Diente del estudio - Crédito: Anette Gärdeklint Sylla.

Una reciente publicación (17 de febrero) en la revista científica Nature reveló un importantísimo avance en el estudio genético del pasado remoto al lograr un equipo de veintidós paleogenetistas de diversos países como Suecia, Noruega, Rusia, Estados Unidos, Inglaterra, Rusia, China y Turquía, reconstruir el genoma más antiguo alcanzado hasta la fecha de mamuts que habitaron en Siberia hace más de un millón de años, durante el pleistoceno temprano. Dos de los firmantes conversaron con INTERFERENCIA.

En una las condiciones ambientales más extremas en el planeta, los fríos de la tundra, se han conservado por centenares de miles de años restos de especies vegetales y animales que existieron en épocas terrestres muy anteriores a la contemporánea. Habitualmente esta conservación se debe a la presencia de permafrost, una capa de suelo congelada permanentemente que, entre otros efectos sobre dichos restos, logra que las propiedades biológicas y sobre todo genéticas de plantas y alimañas pervivan por milenios hasta que un buen día investigadoras o investigadores biólogos las rescatan y empiezan a investigarlas.

Ese es el caso de tres dientes de mamut que fueron encontrados en Siberia en 1970 y que esta semana permitieron a un equipo interdisciplinario internacional dar cuenta del genoma de aquellos mamuts y, en consecuencia, quebrar la barrera del millón de años de antigüedad para este tipo de dataciones y documentaciones.

INTERFERENCIA entrevistó a dos de los firmantes del paper de Nature, Love Dalén, profesor de genética evolutiva del Centro de Paleogenética de Estocolmo, y David Díez-del-Molino, investigador postdoctoral del mismo centro.

- Se ha señalado que la posibilidad de reconstruir el genoma del mamut con el que ustedes trabajaron se debió a que un diente del ejemplar había quedado conservado en permafrost. Se entiende que muchos trabajos con genomas de tiempos extremadamente remotos dependen de esas conservaciones curiosas, como las del mismo permafrost o el ámbar, por ejemplo, en el caso de los mosquitos. También si se pueden referir un poco a qué es el permafrost y que importancia tiene para investigadores como ustedes.

Love Dalén: El ADN se degrada con el tiempo a través de reacciones químicas. La velocidad de las reacciones químicas depende de la temperatura, y esto significa que los ambientes fríos en general, y el permafrost en particular, causan que el ADN se conserve mejor. Sin embargo, a pesar de que nuestras muestras quedaron enterradas en permafrost hace más de un millón de años, se encuentran fragmentadas en millones de pedazos muy pequeños. Al contrario que el permafrost, el ámbar es un material que no conserva bien el ADN. De hecho, ahora sabemos que las investigaciones de ADN antiguo preservado en ámbar de los años 90 que inspiraron Parque Jurásico se debían en realidad a contaminación con ADN moderno y no a ADN antiguo.

- Se ha destacado que este es el genoma reconstruido más antiguo hasta la fecha, se supone que eso tiene paralelos, por ejemplo con los estudios astronómicos o cosmológicos de detectar los objetos celestiales más antiguos. ¿Qué importancia tiene ir cada vez más hacia el pasado en este tipo de investigaciones?

David Diez-del-Molino: Si comparamos el ADN antiguo con la carrera espacial, por ejemplo, podríamos decir que este es nuestro aterrizaje en la luna. Gracias a secuenciar el ADN más antiguo hasta la fecha hemos podido echar un vistazo a aspectos evolutivos que nunca antes se han podido estudiar con tanto detalle, como el origen del mamut colombino o la velocidad a la que se adaptan las especies. Recuperar ADN tan antiguo nos va permitir estudiar interacciones complejas entre especies en un pasado cada vez más remoto.

- Se entiende que el paso del tiempo, incluso en situaciones en que restos de una especie animal se han conservado, afecta la supervivencia de las cadenas de ADN y que, en consecuencia, se deben realizar una serie de procedimientos para recuperar la información genómica. ¿Podrían explicar algo acerca de dichos procedimientos?

David Diez-del-Molino: Exacto, en muestras tan antiguas como las que hemos analizado en este estudio el ADN se encuentra extremadamente degradado. Una de las consecuencias es que el ADN se encuentra altamente fragmentado, de tal forma que en el laboratorio tuvimos que utilizar métodos de extracción de ADN específicamente diseñados para extraer estas moléculas tan pequeñas.

Otra de las consecuencias de la degradación es que las muestras contienen cantidades ínfimas de ADN del mamut. De hecho, la mayor parte del ADN en la muestra suele pertenecer a bacterias y otros microbios del suelo que han colonizado el material durante miles de años, o incluso el ADN de las personas que excavaron el molar del permafrost. Para solucionar esto lo que hacemos es usar el genoma del elefante africano como modelo y comparar todas las secuencias de nuestras muestras. Aquellas secuencias que no se parecen a las de elefante, son consideradas contaminación y se descartan.

- ¿Qué papel juega la bioinformática en este tipo de indagaciones? ¿Significa el desarrollo científico de la bioinformática que ahora se pueden realizar hallazgos que en el pasado resultaban imposibles?

David Diez-del-Molino: El desarrollo de aplicaciones y métodos bioinformáticos ha jugado un papel angular en el avance de los estudios de ADN antiguo. Una gran parte de nuestra habilidad para recuperar ADN de muestras de hace miles o cientos de miles de años está relacionada con el desarrollo de las técnicas de secuenciación masiva. Esto nos permite generar billones de secuencias de ADN que son imposibles de manejar y analizar sin habilidades bioinformáticas. También muy relacionados están el desarrollo de ordenadores cada vez más poderosos y de algoritmos computacionales diseñados específicamente para resolver los problemas que presenta el ADN antiguo.  

- Al parecer, un aspecto importante de su hallazgo estriba en que aporta al estudio de la evolución de los mamuts, y, en general, de las especies animales terrestres. ¿Pueden explicar un poco más eso?

Love Dalén: En el caso de la evolución de los mamuts, hemos hecho dos descubrimientos importantes. El primero es que el mamut colombino, una especie que vivió en Norte América en la última edad de hielo, se originó a través de la hibridación entre un tipo de mamut previamente desconocido y mamut lanudo. El segundo descubrimiento es que el mamut lanudo heredó la mayoría de sus genes para la adaptación al frío de su antepasado, el mamut de la estepa. Este resultado es importante porque indica que las adaptaciones genéticas no ocurren más rápido durante el proceso de especiación. En general, el hecho de poder analizar el ADN antiguo de muestras que tienen un millón de años significa que ahora podemos usar la genética para investigar la especiación en otros mamíferos que se originaron en el Pleistoceno temprano y medio.

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