El genoma de la ostra revela su adaptación al estrés y la complejidad de su concha

La investigación, publicada en la revista « Nature » revela también las adaptaciones únicas de las ostras con el medio ambiente, que resultas altamente estresante , como también la complejidad de la formación de su concha.

« Este es un avance importante en la investigación internacional malacológicas , con grandes pasos en los campos del análisis de las conchas y la biología marina», apuntó en una nota de prensa el profesor Zhang Fusui, de la Academia China de Ciencias, y experto en análisis de las conchas. «El estudio proporcionará recursos valiosos para el estudio de la biología y la mejora genética de los moluscos y otras especies marinas», sentenció.

Las ostras son un invertebrado de cuerpo blando que tienen una concha de «doble bisagra» según explica el documento oficial. Esta especie constituye una parte esencial de muchos ecosistemas acuáticos. Se distribuyen por todo el mundo y su producción anual es muy superior a la de cualquier otra especie de aguas dulces o de organismos marinos.

A diferencia de muchos mamíferos y de los insectos «sociales», las ostras, así como muchos otros invertebrados marinos, son conocidas por su polimorfismo, que es un desafío para la formación basada en estrategias establecidas. En este estudio, los investigadores secuenciaron y ensamblaron la ostra del pacífico usando una combinación de pequeñas lecturas y con la estrategia de trabajo «divide y vencerás».

Después de un proceso de cruce de datos, el tamaño de las ostras genoma ensamblado es de aproximadamente 559 Mb, con un total de 28.000 genes . Este nuevo enfoque desarrollado por asociación especializada en genética BGI, puede ser usado para estudiar otros genomas de alto nivel de heterocigosidad o de secuencias repetititvas.

Según el documento oficial, los investigadores, basándose en los resultados de análisis genómico, han revelado a un amplio conjunto de genes que permiten a estos moluscos, adaptarse y hacer frente a las tensiones ambientales, como las variaciones de la temperatura , los cambios en la salinidad, la exposición al aire y a metales pesados. Por ejemplo, la expansión de la proteína de choque térmico 70 (HSP 70) puede ayudar a explicar por qué la ostra del Pacífico puede tolerar altas temperaturas.

La expansión de los inhibidores de las proteínas de apoptosis (IAP), junto con otros hallazgos, sugiere que existe un poderoso sistema anti-apoptosis y que puede ser un factor crítico en la resistencia de la ostra a la exposición al aire y otros factores de estrés. Un hallazgo notable en el desarrollo es que el cúmulo de genes Hox se rompió , y se producen pérdidas de genes extraños y expansiones. Los genes Hox son esenciales y desempeñan un papel crítico e importante en el plan corporal, los grupos Hox se encuentran para ser más conservadas en muchos organismos.

Los investigadores encontraron paralogs, que podría tener la función para cambiar la expresión de genes y enfrentarse mejor a las tensiones. Este resultado sugiere que la expansión y la retención selectiva de duplicados relacionados con la defensa genes son importantes para la adaptación de la ostra. Además, muchos genes relacionados con el sistema inmunológico fueron encontrados en la glándula digestiva de la ostra, lo que indicaba que su sistema digestivo es un importante órgano de primera línea de defensa contra los patógenos, ya que actuaba como un filtro-alimentador.

La concha proporciona una fuerte protección contra la depredación y la desecación de los animales marinos. En la actualidad, dos modelos han sido propuestos sobre la formación de la cáscara de moluscos, pero ninguno de ellos ha sido lo suficientemente precisos.

En este estudio, mediante la secuenciación de los péptidos (tipo de moléculas formadas por la unión de varios aminoácidos ) en la cáscara, los investigadores identificaron 259 proteínas en ella , y en un análisis más detallado se reveló que la formación del caparazón fue un proceso mucho más complejo de lo que se pensaba.

Los investigadores encontraron diversas proteínas pueden jugar papeles importantes en la construcción de la matriz y modificación. Las proteínas ECM típicos como laminina y colágeno, se encontraban en gran cantidad, lo que sugiere que la cáscara matriz tiene similitudes con el ECM de animales con tejidos conectivos y la lámina basal.

« El enfoque de montaje del genoma de la ostra abre un nuevo camino para los investigadores , para descifrar mejor los genomas con alta heterocigosidad y polimorfismo alto», ha señalado Xiaodong Fang, investigador principal de este proyecto en BGI.

«El estudio arroja una idea de la comprensión global de genomas de moluscos, con un nivel centrado en la diversidad, los mecanismos de adaptación evolutiva, la biología del desarrollo y la reproducción asistida genómica», explicó.