El genoma de la mosca de la fruta no solo se compone de ADN de la mosca de la fruta, sino que parece estar enriquecido con un conjunto casi completo de genes de la bacteria parasitaria Wolbachia.
En un nuevo estudio, los investigadores han examinado el genoma de la mosca de la fruta Drosophila ananassae. El resultado es un descubrimiento sorprendente. La mosca de la fruta en cuestión resulta albergar el genoma completo de un parásito. Los científicos hablan de la mayor transferencia de material genético de las bacterias a los animales que se haya descubierto jamás.
De la bacteria a la mosca de la fruta
Se diría que el genoma de la mosca de la fruta está formado únicamente por ADN de la mosca de la fruta. Pero eso no es del todo cierto. Al menos, en el caso de la mosca de la fruta Drosophila ananassae. Mediante técnicas avanzadas de secuenciación, los investigadores han descubierto que un conjunto casi completo de genes de la bacteria Wolbachia se ha incorporado al genoma de la mosca de la fruta en los últimos 8000 años. En otras palabras, muchos genes de la bacteria parásita han "saltado" al genoma de la mosca de la fruta.
Genes saltarines
Los genes saltantes son genes que cambian de posición dentro de un genoma o se transfieren a los genomas de otras especies. Sin embargo, todavía hay muchas preguntas sobre cómo ocurre esto y cuáles son las implicaciones para la salud. Pero el nuevo estudio arroja ahora algo de luz sobre el asunto. "Hasta ahora no disponíamos de la tecnología con la que podíamos observar una transferencia genética tan amplia de una bacteria a una mosca", explica la investigadora Julie Dunning Hotopp. "Pero utilizando técnicas avanzadas de secuenciación, pudimos llegar a este importante descubrimiento".
Secuenciación
En el pasado, para leer un genoma, los científicos primero cortaban todo el ADN en trozos cortos, de cientos a miles de letras. Luego tuvieron que armarlo, como un rompecabezas, antes de poder ver un gen o un trozo de ADN. Pero las nuevas técnicas de secuenciación (conocidas como long-read sequencing) permiten obtener secuencias más largas, incluso de más de 100 000 letras de ADN, como su nombre indica. Esto significa que las piezas son mucho más grandes y que un rompecabezas de un millón de piezas es de repente mucho más fácil de armar.
El alfabeto del ADN
Se puede pensar en el genoma como un grueso libro escrito en un alfabeto de ADN de cuatro letras: A, T, G y C. Los cromosomas son los capítulos y los genes son las palabras. Entre los genes funcionales también encontrará un montón de tonterías, como si un gato hubiera pasado por encima del teclado mientras escribía este libro. El objetivo de los científicos del genoma es poner todas las palabras y tonterías en el orden correcto. Además, cada párrafo debe estar vinculado al capítulo correcto (cromosoma). Sin embargo, las nuevas técnicas de secuenciación están facilitando esta tarea.
El nuevo análisis revela que el ADN bacteriano se ha integrado en el genoma de la mosca de la fruta durante 8000 años, exclusivamente dentro del cromosoma 4.
Bacteria Wolbachia
La Wolbachia está presente de forma natural en cerca del 60 % de las especies de insectos. La bacteria parece transmitir sus genes a través de los óvulos femeninos. Algunos estudios han demostrado que las infecciones son mutualistas y no parasitarias. Así, podría ofrecer beneficios a los insectos, incluida la resistencia a ciertos virus.
Transferencia de genes
El descubrimiento de que la mosca de la fruta Drosophila ananassae porta casi todo el genoma de la bacteria demuestra que los genes no siempre se transmiten de padres a hijos. Además, ahora parece que, a diferencia de los pinzones de Darwin o los guisantes de Mendel, la variación genética no siempre es pequeña ni predecible. "Nuestra investigación demuestra claramente por primera vez el mecanismo de integración del ADN de Wolbachia en el genoma de una mosca de la fruta", afirma Hotopp.
Las moscas de la fruta se han utilizado durante mucho tiempo como organismos modelo en la investigación genética científica. Esto se debe principalmente a la abundancia de similitudes genéticas comunes entre las moscas y los humanos. De hecho, el 75 % de los genes que causan enfermedades en los humanos también se encuentran en la mosca de la fruta. Por ello, las conclusiones del estudio pueden tener implicaciones para nosotros también. "Esta nueva investigación muestra lo mejor de la ciencia fundamental", dijo el investigador Albert Reece. "Contribuirá a nuestra comprensión de la evolución. Además, podría darnos más información sobre cómo los microbios contribuyen a la salud humana".