El genoma del tiburón elefante explica la calcificación de los huesos

Los peces cartilaginosos, como los tiburones, divergieron de los vertebrados óseos hace unos 450 millones de años.

Un reciente estudio internacional con participación española ha secuenciado por primera vez el genoma del tiburón elefante (Callorhinchus milii) y ha identificado un grupo de genes implicados en la calcificación de los huesos.

El trabajo, publicado esta semana en la revista Nature, ha utilizado la genómica comparada para estudiar la evolución del sistema esquelético y el proceso de calcificación de los huesos.

“Hemos analizado por primera vez el genoma de un tiburón y lo hemos comparado con el de vertebrados como los humanos, que tienen huesos calcificados”, explica a SINC Tomás Marqués Bonet, uno de los autores e investigador del Instituto de Biología Evolutiva, un centro conjunto de la Universidad Pompeu Fabra y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC).

Los científicos encontraron así un grupo de genes común a todos los vertebrados que, sin embargo, estaban ausentes en el tiburón, por lo que pensaron que debían ser los responsables de la calcificación de los huesos. Para confirmar su hipótesis, llevaron a cabo un experimento con peces cebra, una especie con huesos calcificados muy utilizada en los laboratorios.

“Borramos los genes que no estaban en el tiburón y creamos un pez cebra prácticamente sin huesos calcificados –expone Marqués–. Es la prueba final de que estos genes son responsables de la calcificación de los huesos”. Según el experto, estos hallazgos ayudarán a la comprensión de enfermedades óseas como la osteoporosis y el desarrollo de estrategias terapeúticas más eficaces.

Un fósil viviente

El estudio ha servido también para constatar que el tiburón elefante tiene la evolución más lenta de todos los vertebrados, incluido el famoso pez celacanto, conocido como el ‘fósil viviente’.

“El ejemplo arquetípico de evolución lenta es el celacanto pero el tiburón elefante, que es un tipo de tiburón muy raro, ha cambiado incluso menos”, destaca el investigador catalán.

La especie vive en los fondos oceánicos de Australia y Nueva Zelanda en un entorno que se ha mantenido prácticamente inalterado durante millones de años.

Inmunidad adquirida

“No ha habido presión selectiva para que este pez tenga que cambiar –explica Marqués–. Si coges los fósiles de hace millones de años tienen exactamente la misma forma que los individuos que puedes ver hoy vivos en la Tierra”.

Además de estos resultados, la investigación proporcionó una serie de hallazgos inesperados relacionados con la inmunidad adquirida. Este sistema de defensa del organismo se desarrolla al entrar en contacto con los patógenos y, según se creía, requiere de la presencia de un grupo especial de células inmunes, las CD4.

“Lo sorprendente ha sido encontrar que los tiburones tienen inmunidad adquirida, porque vemos algunos de los componentes presentes en todos los vertebrados, pero les falta este tipo de moléculas que hasta ahora creíamos crucial”, destaca el experto. “Aún no conocemos la explicación pero esta información indica que tenemos que replantearnos algunos aspectos del funcionamiento del sistema inmunitario”, añade.

Referencia bibliográfica:

Byrappa Venkatesh, Alison P. Lee, Vydianathan Ravi, Ashish K. Maurya, Michelle M. Lian, Jeremy B. Swann, Yuko Ohta, Martin F. Flajnik, Yoichi Sutoh, Masanori Kasahara, Shawn Hoon, Vamshidhar Gangu, Scott W. Roy, Manuel Irimia, Vladimir Korzh, Igor Kondrychyn10, Zhi Wei Lim, Boon-Hui Tay, Sumanty Tohari, Kiat Whye Kong, Shufen Ho, Belen Lorente-Galdos, Javier Quilez, Tomas Marques-Bonet, Brian J. Raney, Philip W. Ingham, Alice Tay, LaDeana W. Hillier, Patrick Minx, Thomas Boehm, Richard K. Wilson, Sydney Brenner y Wesley C. Warren. Elephant shark genome provides unique insights into gnathostome evolution. Nature (2014). DOI: 10.1038/nature12826.