Ugaztun primitiboen gene-bitxikeriak

Koldo Garcia

Animalia bitxitzat jotzen dugu: ahatearena du mokoa, kastorearena buztana eta igarabarenarena hankak. Pozoitsua da eta, ugaztuna bada ere, arrautzak erruten ditu. Australiako ekialdean eta Tasmaniako irlan bizi da. Ornitorrinkoa da.

Bizirik jarraitzen duen ugaztun primitiboen ordezkaria da ekidnekin batera; biak dira monotrema taldearen ordezkariak, hain zuzen ere. Ekidnak Australian eta Ginea Berrian aurki daitezke eta haiek ere erruleak dira. Ugaztun hauen bitxikeriak beren gene-materialean ere aurki daitezke. Ornitorrinko eme baten genoma sekuentziatuta bazegoen ere, sekuentzien %25 bakarrik zegoen kromosometan kokatuta; nolabait, gene-puzzlea bukatu gabe zegoen.

Gene-sekuentzien kromosoma-kokapena zehazteko lan berri batean ornitorrinko ar baten genoma sekuentziatu dute hainbat teknika erabilita. Gainera, ekidna ar baten genoma ere sekuentziatu dute, modu hain sakonean ez bada ere. Horrela, monotremen inguruko zehaztasunak lortu nahi izan dituzte, bai gainontzeko ugaztunekin erkatzeko, bai monotremen arteko ezberdintasunak aztertzeko. Zeren, ugaztun-talde primitibo bereko kideak badira ere, ornitorrinkoek eta ekidnek moldaketa ezberdinak dituzte: ornitorrinkoak karniboroak dira eta elektroerrezepzioa erabiltzen dute orientaziorako; ekidnak, aldiz, intsektiboroak dira eta usaimena erabiltzen dute.

Sekuentziazio berri horri esker posible izan da ornitorrinkoen genomaren %98 kromosometan kokatzea. Hala, ikertzaileek ikusi dute monotremen genomaren sekuentziaren ia erdia gene-osagai mugikorrek osatzen dutela, ornodunetan ohikoa den gertaera, hain zuzen ere; eta gene-osagai mugikor horiek narrastien genometan agertzen direnen antzekoak direla, ez ugaztunetan agertzen direnen antzekoak. Gainera, ornitorrinkoaren genoman 20.742 gene aurkitu dituzte eta ekidnan 22.029 gene.

Genoma-sekuentziak erkatuta, ikertzaileek ondorioztatu zuten orain dela 187 milioi urte banandu zirela monotremak gainontzeko ugaztunetatik; eta orain dela 55 milioi urte banandu zirela ornitorrinkoak eta ekidnak . Gainera, ikertzaileek ondorioztatu zuten bi ugaztun primitibo hauen eboluzio-tasa –hau da, izan duten mutazio-kopurua– gainontzeko ugaztunen eboluzio-tasaren parekoa zela. Era berean, ikusi zuten bazeudela ugaztunetan kontserbatuta dauden gene-sekuentziak. Sekuentzia horietan kokatzen dira garunaren garapenean parte hartzen duten gene-osagaiak. Azkenik, gizakiaren, Didelphidae martsupialaren, Tasmaniako deabruaren, ornitorrinkoaren, oiloaren eta sugandilaren kromosomak erkatu zituzten ondorioztatzeko zeintzuk ziren ugaztunen jatorrizko kromosomak. Horrela, ikusi zuten ugaztunen arbaso komunak 30 kromosoma bikote zituela; eta aztertutako ugaztunetan 918 kromosomen berrantolaketa-gertaera egon zirela. Horretaz gain, ikusi zuten ugaztunen arbaso komunean erantzun immunean eta ilearen hazkundean parte hartzen duten gene-familien hedapena egon dela. Ikertzaileek ikusi zuten, gainera, ornitorrinkoaren genoman erantzun immunean parte hartzen duten geneen antolaketa ugaztunak ez diren ornodunen antzeko antolaketa dela; eta ornitorrinkoen pozoiaren jatorria defensinak deitutako gene-familia dela.

Monotremen gene-ezaugarri oso bitxi bat da sexu-kromosoma bat baino gehiago dutela, gainontzeko ugaztunek bikote bakarra duten bitartean. Sekuentziazio berri horri esker lortu da ornitorrinkoaren bost sexu-kromosoma bikoteen sekuentziak osatzea. Hala, ikertzaileak gai izan dira sexu-kromosoma horien jatorria eta ezaugarriak aztertzeko. Ikertzaileek ondorioztatu zuten monotromen sexu-kromosomak sortu zirela hegaztien eta ugaztunen sexu-kromosomak sortu ziren antzerako gene-mekanismoen bidez; eta sortu zirela ugaztunen aitzindari komunak zituen kromosomen arteko berrantolaketen bidez. Beste berezitasun bat ere badute monotromen sexu-kromosomek: bata besteari lotzen zaizkiola kate antzeko bat eratuta. Gainera, ikertzaileek ondorioztatu zuten sexua ezartzen duen AMH genea kokatzen den gene-eskualdetik hasi zela sortzen ornitorrinkoen sexu-kromosomen antolaketa berezi hori. Aipatutako kromosomen arteko ez-ohiko lotura hori ikusteaz gain, ikertzaileek ornitorrinkoaren sexu-kromosomen arteko elkarrekintzak ikusi zituzten. Gainontzeko kromosomek elkarrekintzak bakarrik beren buruarekin zituzten bitartean, sexu-kromosoma ezberdinetan kokatzen diren gene-osagaien arteko elkarrekintzak detektatu zituzten.

Dietan parte hartzen duten geneei dagokiela, monotremen aitzindariak hortzak bazituen ere, ornitorrinkoek eta ekidnek ez dute hortzik. Izan ere, hortzen garapenean zerikusia duten hainbat gene galdu dituzte bi espezie hauek, hortzak ez dituzten beste ugaztun batzuetan gertatu den bezala. Gainera, bi espezie hauek digestioan parte hartzen duten gene asko galdu dituzte, urdailaren eta arearen garapenean behar-beharrezkoa den gene bat gorde badute ere. Usaimenari dagokiola, ekidnetan usaimen-erraboilaren garapena handiagoa da ornitorrinkoetan baino. Horrek bere isla du genoman: usainen pertzepzioan parte hartzen duten geneen kopurua bikoitza da ekidnetan.

Monotremen ezaugarri deigarriena, ugaztunak izanda, arrautzak erruten dituztela da. Hortaz, beren genoma baliagarria izan daiteke obiparotzatik –arrautzak errutetik– bibiparotzarako –enbrioia umetokian gelditzerako– trantsizioa ikertzeko. Egia esateko, monotremen kasuan, arrautzek proteina asko izateak ez du garrantzi handirik, enbrioiek nutrienteak lortzen dituztelako uteroko sekrezioetatik eta kumeek edoskitzean zehar. Izan ere, martsupialetan gertatzen den bezala, monotremek edoskitze luzea dute eta esnearen osagaiak aldatzen doaz kumearen beharrak asetzeko. Hala, prozesu horiek isla dute gene-osagaietan: arrautzen proteina-kopuruan parte hartzen duen gene-kopurua narrastietan baino txikiagoa da; eta monotremen genometan aurkitu egin dira gainontzeko ugaztunetan esnearen sorreran parte hartzen duten gene gehienak.

Laburbilduz, ornitorrinkoen eta ekidnen bitxikeriak ez dira soilik mugatzen beren itxurara edota portaerara, beren gene-materialean ere badaude: sexu-kromosomen banaketa berezia dute eta haien genometan narrasti, hegazti eta ugaztunen genomek dituzten ezaugarriak aurki daitezke. Gainera, ugaztun primitibo hauek ikertzeak abagunea eman du ugaztunen eboluzioa sakonago aztertzeko. Espero ez izatekoa bada ere, arrarotasunean gene-arrasto baliagarriak aurki daitezke.

Erreferentzia bibliografikoa:

Zhou, Y., Shearwin-Whyatt, L., Li, J. et al. (2021). Platypus and echidna genomes reveal mammalian biology and evolution. Nature. DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-020-03039-0

Egileaz:

Koldo Garcia (@koldotxu) Biodonostia OIIko ikertzailea da. Biologian lizentziatua eta genetikan doktorea da eta Edonola gunean genetika eta genomika jorratzen ditu.