Genética

Científicos descubren la base genética de cómo las floraciones de algas nocivas se vuelven tóxicas

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By Milthon Lujan

EEUU.- Los científicos han descubierto la base genética para la producción de ácido domoico, una potente neurotoxina producida por ciertas floraciones de algas nocivas. En un nuevo estudio publicado en la revista Science, los científicos identificaron un grupo de genes relacionados a la producción de ácido domoico en la microalga Pseudo-nitzschia.

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Los investigadores, cuyo trabajo está financiado por la National Science Foundation (NSF), encontró que los genes contienen las direcciones biológicas de cómo se produce la toxina; estos genes están “encendidos” cuando Pseudo-nitzschia produce ácido domoico.

“Al identificar los genes que codifican la producción de ácido domoico, ahora somos capaces de hacer preguntas sobre que condiciones del océano activan o desactivan estos genes” dijo Patrick Brunson, autor principal del estudio. Brunson está afiliado con el Scripps Institution of Oceanography (SIO) y el J. Craig Venter Institute. “El conocimiento nos permitirá rastrear el desarrollo de la toxicidad de la floración a nivel genético”.

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Al mostrar cómo los genes para la producción de ácido domoico se activan, los investigadores sugieren una forma de conectar las condiciones oceánicas que impulsan las floraciones de algas con el desarrollo de la producción de toxinas.

“Comprender cómo las proliferaciones de algas se vuelve tóxicas, y qué condiciones causan eso, con críticamente importantes” dijo Hedy Edmonds, directora del programa NSF’s Division of Ocean Sciences. “Este estudio ofrece una posible herramienta para monitorear las proliferaciones de algas y predecir la producción de toxinas antes de que ocurran”.

Las floraciones peligrosas de algas a menudo se presentan en la forma de “mareas rojas”. Las floraciones ocurren cuando el fitoplancton crece rápidamente, a veces produciendo toxinas que pueden enfermar a los mamíferos marinos y otras especies.

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Las floraciones peligrosas de algas también representan una amenaza para la salud humana cuando las toxinas se acumulan en los alimentos de origen acuático. La exposición a una alta dosis de ácido domoico puede provocar intoxicación amnésica por mariscos, una afección potencialmente mortal que se caracteriza por convulsiones y pérdida de memoria a corto plazo.

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Las floraciones peligrosas de algas son difíciles de pronosticar. Los organismos que causan la floración usualmente tienen genomas muy complejos. El conocimiento de los genes implicados en la producción de ácido domoico permitirá un mejor control de las floraciones algales, dicen los científicos, y ayudará a identificar las condiciones que desencadenan la producción de toxinas.

“Debido a que los genomas de las algas son tan complejos, las rutas biosintéticas para las toxinas de microalgas marinas han permanecido esquivas durante algún tiempo” dijo el autor principal Bradley Moore, un químico y genetista en SIO y la University of California, San Diego’s Skaggs School of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences.

“Ahora que tenemos un genoma para Pseudo-nitzschia y una vía genética para la producción de ácido domoico, estamos empezando a entender por qué estas microalgas producen una toxina y cómo se activa esa capacidad” dijo Moore.

Cuando el fosfato en el océano es limitado y la cantidad de dióxido de carbono aumenta, Pseudo-nitzschia puede producir grandes cantidades de ácido domoico y volverse dañino.

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Referencias:
John K. Brunson, Shaun M. K. McKinnie, Jonathan R. Chekan, John P. McCrow, Zachary D. Miles, Erin M. Bertrand, Vincent A. Bielinski, Hanna Luhavaya, Miroslav Oborník, G. Jason Smith, David A. Hutchins, Andrew E. Allen, Bradley S. Moore. Biosynthesis of the neurotoxin domoic acid in a bloom-forming diatom. Science 28 Sep 2018: Vol. 361, Issue 6409, pp. 1356-1358 DOI: 10.1126/science.aau0382 http://science.sciencemag.org/content/361/6409/1356 

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Georg Pohnert, Remington X. Poulin, Tim U. H. Baumeister. The making of a plankton toxin. Science 28 Sep 2018: Vol. 361, Issue 6409, pp. 1308-1309
DOI: 10.1126/science.aau9067 http://science.sciencemag.org/content/361/6409/1308  

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