Genética

Revelan la huella digital molecular de las ostras perleras

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By Milthon Lujan

Las ostras perleras son una especie importante de la industria acuícola japonesa, debido a que producen las hermosas perlas que se usan para collares, aretes y anillos.

Perlas dentro de la concha de la ostra perlera. Crédito: K. MIKIMOTO & CO., LTD, Pearl Research Institute
Perlas dentro de la concha de la ostra perlera. Crédito: K. MIKIMOTO & CO., LTD, Pearl Research Institute

A principios de la década de 1990, la industria del cultivo de ostras perleras generaba alrededor de 88 mil millones de yenes al año. Pero, en los últimos 20 años, una combinación de nuevas enfermedades y mareas rojas ha hecho que la producción de perlas en Japón caiga de alrededor de 70,000 kg al año a solo 20,000 kg por año.

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Investigadores del Okinawa Institute of Science and Technology (OIST), en colaboración con otros institutos de investigación entre los cuales se incluyen a K. MIKIMOTO & CO., LTD, Pearl Research Institute and Japan Fisheries Research and Education Agency, han construido un alto genoma de calidad a escala cromosómica de las ostras perleras, que esperan pueda usarse para encontrar cepas resistentes.

“Es muy importante establecer el genoma”, dijo uno de los primeros autores, el Dr. Takeshi Takeuchi, científico en la Marine Genomics Unit del OIST.

“Los genomas son el conjunto completo de genes de un organismo, muchos de los cuales son esenciales para la supervivencia. Con la secuencia genética completa, podemos hacer muchos experimentos y responder preguntas sobre la inmunidad y cómo se forman las perlas”.

En el 2012, el Dr. Takeuchi y sus colaboradores publicaron un borrador del genoma de la ostra perlera japonesa, Pinctada fucata, que fue uno de los primeros genomas ensamblados de un molusco.

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Continuaron con la secuenciación del genoma para establecer un ensamblaje del genoma a escala cromosómica de mayor calidad.

El Dr. Takeuchi continuó explicando que el genoma de la ostra se compone de 14 pares de cromosomas, un conjunto heredado de cada padre. Los dos cromosomas de cada par portan genes casi idénticos, pero puede haber diferencias sutiles si un repertorio de genes diversos beneficia su supervivencia.

Tradicionalmente, cuando se secuencia un genoma, los investigadores fusionan el par de cromosomas. Esto funciona bien para los animales de laboratorio, que normalmente tienen información genética casi idéntica entre el par de cromosomas.

Pero para los animales salvajes, donde existe un número considerable de variantes en los genes entre los pares de cromosomas, este método conduce a una pérdida de información.

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En este estudio, los investigadores decidieron no fusionar los cromosomas al secuenciar los genomas. En cambio, secuenciaron ambos juegos de cromosomas, un método que es muy poco común. De hecho, es probablemente la primera investigación centrada en invertebrados marinos que utiliza este método.

Como las ostras perleras tienen 14 pares de cromosomas, tienen 20 cromosomas en total. Los investigadores de OIST, Manabu Fujie y Mayumi Kawamitsu, utilizaron tecnología de punta para secuenciar el genoma.

El otro primer autor, el Dr. Yoshihiko Suzuki, de la University of Tokyo, y el Dr. Takeuchi reconstruyeron los 28 cromosomas y encontraron diferencias clave entre los dos cromosomas de un par: el cromosoma par 9. En particular, muchos de estos genes estaban relacionados con la inmunidad.

“Diferentes genes en un par de cromosomas es un hallazgo significativo porque las proteínas pueden reconocer diferentes tipos de enfermedades infecciosas”, manifestó el Dr. Takeuchi.

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Señaló que cuando se cultiva el animal, a menudo hay una cepa que tiene una mayor tasa de supervivencia o produce perlas más hermosas. Los ostricultores a menudo crías dos animales con la misma línea, pero eso conduce a la endogamia y reduce la diversidad genética.

Los investigadores encontraron que después de tres ciclos de endogamia consecutivos, la diversidad genética se redujo significativamente. Si esta diversidad reducida ocurre en las regiones cromosómicas con genes relacionados con la inmunidad, puede afectar la inmunidad del animal.

“Es importante mantener la diversidad del genoma en las poblaciones acuícolas”, concluyó el Dr. Takeuchi.

Referencia (acceso libre):
Takeshi Takeuchi, Yoshihiko Suzuki, Shugo Watabe, Kiyohito Nagai, Tetsuji Masaoka, Manabu Fujie, Mayumi Kawamitsu, Noriyuki Satoh, Eugene W Myers, A high-quality, haplotype-phased genome reconstruction reveals unexpected haplotype diversity in a pearl oyster, DNA Research, Volume 29, Issue 6, December 2022, dsac035, https://doi.org/10.1093/dnares/dsac035

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