Los ancestros unicelulares de los animales, más complejos de lo que se creía

Un trabajo internacional liderado por el Instituto de Biología Evolutiva (CSIC-UPF) ha obtenido el genoma de la ameba Capsaspora owczarzaki. Una de las principales sorpresas es que el ancestro unicelular de los animales era genéticamente muy complejo: tenía más genes involucrados en funciones multicelulares de lo que se suponía y muchos de ellos son comunes a los organismos multicelulares.

 Capsaspora owczarzaki es uno de los pocos organismos unicelulares que filogenéticamente está cerca de los animales. Los científicos han obtenido su genoma y han descubierto que tiene más genes comunes con animales y humanos de lo que se pensaba. Imagen: Multicellgenome Lab.

Capsaspora owczarzaki es un organismo peculiar. Visualmente es como una ameba con filopodios, unas “extremidades” con las que se impulsa para desplazarse. Vive en simbiosis con un molusco, el caracol tropical de agua dulce Biomphalaria glabrata, y la única forma posible de hallarlo es, precisamente, hospedado en este caracol.

Capsaspora es, también, uno de los pocos organismos unicelulares que filogenéticamente está cerca de los animales. Por eso puede ayudar a los investigadores a explicar cómo, en la historia de la vida, los organismos unicelulares se transformaron en organismos multicelulares.

Un trabajo internacional liderado por Instituto de Biología Evolutiva (CSIC-UPF) ha obtenido el genoma de Capsaspora owczarzaki. El trabajo, que tiene como autor principal a Iñaki Ruiz-Trillo, científico del CSIC y de ICREA, se publicó recientemente en Nature Communications.

Una de las principales sorpresas del trabajo es que este pariente unicelular de los animales es muy complejo genéticamente: tiene más genes involucrados en multicelularidad de lo que se suponía. De ello, los científicos inducen que el ancestro unicelular de los animales debía de tener el mismo nivel de complejidad.

“Hasta ahora siempre se había pensado que cuando los organismos pasaron de ser unicelulares a ser multicelulares, fue gracias a la aparición de una cantidad importante de nuevos genes” dice Ruiz-Trillo, que también es profesor asociado de la Universidad de Barcelona. “Nosotros hemos visto que no aparecieron tantos genes nuevos sino que muchos se co-adaptaron a partir de genes que ya existían y  cambiaron sus funciones”.

En Capsaspora se han hallado genes comunes a los animales y que están implicados en funciones propias de seres multicelulares, como la comunicación, la adhesión y la diferenciación de las células. Los investigadores desconocen todavía qué función tienen estos genes en Capsaspora, aunque parece claro que, sea lo que sea, debe de tratarse de algo diferente ya que Capsaspora es unicelular.
 
Capsaspora owczarzaki forma parte de los Filasterea, organismos unicelulares de los cuales se conoce únicamente dos especies, Capsaspora y Ministeria vibrans. El parentesco de los Filasterea con los animales se remonta a miles de millones de años atrás, cuando en algún momento sus líneas evolutivas se separaron (ver gráfico debajo).

Evolución de los eucariotas, organismos cuyas células tienen núcleo diferenciado. Destacado en rojo: los filasterea, los coanoflagelados y los animales (metazoos) vienen de un tronco común.

 

Los otros organismos unicelulares emparentados con los animales son los coanoflagelados. Se cree que su parentesco es más cercano aunque, puntualiza Ruiz-Trillo, “la divergencia entre filasterea, coanoflagelados y animales no se conoce bien y no hay dataciones creibles”. Recientemente se secuenció el genoma de los coanoflagelados Monosiga brevicollis y Salpingoeca rosetta.

Según Iñaki Ruiz-Trillo, ”esta investigación aporta datos sobre una de las transiciones evolutivas más importantes de la vida, la que dio lugar a todos los animales, incluyendo nuestra propia especie. Además, vislumbra el origen de muchas familias génicas cruciales para el desarrollo animal, e implicadas todas ellas, en diversas enfermedades”.

En el trabajo también han participado investigadores del Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona, del Broad Institute of Harvard y el Massachussets Institute of Technology (EEUU), de la Dalhousie University (Canadá), el Salk Institute for Biological Studies (EEUU), University of Huddersfield (Reino Unido, de Institut Jacques Monod del CNRS (Francia), y de la Universidad  de Montréal (Canadá).

Artículo de referencia:

Hiroshi Suga, Zehua Chen, Alex de Mendoza, Arnau Sebé-Pedrós, Matthew W. Brown, Eric Kramer, Martin Carr, Pierre Kerner, Michel Vervoort, Núria Sánchez-Pons, Guifré Torruella, Romain Derelle, Gerard Manning, B. Franz. Lang, Carsten Russ, Brian J. Haas, Andrew J. Roger, Chad Nusbaum & Iñaki Ruiz-Trillo. The Capsaspora genome reveals a complex unicellular prehistory of animals. http://www.nature.com/ncomms/2013/130814/ncomms3325/full/ncomms3325.html