{"id":4607,"date":"2022-05-16T11:27:07","date_gmt":"2022-05-16T10:27:07","guid":{"rendered":"https:\/\/ibb.uab.cat\/?p=4607"},"modified":"2022-05-16T11:29:03","modified_gmt":"2022-05-16T10:29:03","slug":"noticia_genoma_especies","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ibb.uab.cat\/index.php\/2022\/05\/16\/noticia_genoma_especies\/","title":{"rendered":"Com evoluciona el genoma de les esp\u00e8cies? El paper clau de l’estructura 3D de les c\u00e8l\u00b7lules germinals masculines"},"content":{"rendered":"\n

Un estudi liderat per la UAB i la Universitat de Kent mostra com l’estructura tridimensional del genoma de les c\u00e8l\u00b7lules germinals masculines est\u00e0 implicada en l’evoluci\u00f3 dels genomes de les esp\u00e8cies. Publicat a Nature Communications<\/em> i realitzat en esp\u00e8cies de rosegadors, mostra que els esdeveniments cromos\u00f2mics que ocorren durant la formaci\u00f3 d’\u00f2vuls i espermatozoides tenen un impacte diferent en l’evoluci\u00f3 del genoma i obre noves vies de recerca sobre l’origen gen\u00e8tic de l’estructura del genoma en tots els organismes.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n

Tradicionalment, l’estudi de genomes de diferents esp\u00e8cies de mam\u00edfers ha mostrat que, tot i que totes les esp\u00e8cies tenen un cat\u00e0leg molt similar de gens, aquests poden estar ordenats de manera diferent<\/strong> per a cada esp\u00e8cie, i poden activar-se i desactivar-se de diversa forma. Aquests reordenaments cromos\u00f2mics<\/strong> poden afectar la funci\u00f3 i la regulaci\u00f3 g\u00e8nica i tamb\u00e9 contribueixen a definir la identitat de les esp\u00e8cies<\/strong>. Fins ara, es desconeixia en gran mesura l’origen d’aquests reordenaments cromos\u00f2mics<\/strong>: on (en quins tipus de c\u00e8l\u00b7lules) i quan (durant el desenvolupament) poden sorgir? S\u00f3n un resultat de la reordenaci\u00f3 dels gens entre les c\u00f2pies cromos\u00f2miques durant la meiosi, el proc\u00e9s cel\u00b7lular per produir g\u00e0metes (ov\u00f2cits i espermatozoides), o ocorren en alguna altra etapa del cicle vital?<\/p>\n\n\n\n

Un estudi dirigit per cient\u00edfics de la Universitat Aut\u00f2noma de Barcelona (UAB) i de la Universitat de Kent mostra que la formaci\u00f3 de les c\u00e8l\u00b7lules germinals masculines \u00e9s clau per determinar quines regions del genoma es reorganitzen<\/strong> dins i entre els cromosomes durant l’evoluci\u00f3. En concret, els reordenaments cromos\u00f2mics heretats<\/strong> estan associats a processos f\u00edsics i bioqu\u00edmics espec\u00edfics de les etapes finals de la producci\u00f3 dels g\u00e0metes masculins<\/strong>, un cop completades les divisions cel\u00b7lulars mei\u00f2tiques.<\/p>\n\n\n\n

La seq\u00fc\u00e8ncia total d’ADN o genoma<\/strong> d’un individu est\u00e0 empaquetada en una estructura tridimensional (3D) din\u00e0mica espec\u00edficament adaptada, la cromatina<\/strong>, dins del nucli de les c\u00e8l\u00b7lules. Aquesta disposici\u00f3 determina quins gens “s\u2019activen” i quins es “desactiven” en cada tipus cel\u00b7lular i tamb\u00e9 t\u00e9 lloc en els g\u00e0metes. Els ov\u00f2cits i espermatozoides es generen en qualsevol organisme amb reproducci\u00f3 sexual mitjan\u00e7ant la meiosi. Aquest proc\u00e9s implica una ronda de replicaci\u00f3 del genoma seguida de dues divisions cel\u00b7lulars consecutives amb la finalitat de generar c\u00e8l\u00b7lules haploides (els g\u00e0metes), que porten una sola c\u00f2pia de cada cromosoma. Durant la meiosi, els gens es “barregen” entre les c\u00f2pies cromos\u00f2miques heretades de la mare i del pare, un proc\u00e9s conegut com a recombinaci\u00f3 mei\u00f2tica. Aquests complexos esdeveniments tenen lloc mentre el genoma s’empaqueta d’una manera altament precisa i regulada<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

“El nostre estudi mostra que la din\u00e0mica de la remodelaci\u00f3 de la cromatina<\/strong> durant la formaci\u00f3 dels g\u00e0metes masculins \u00e9s fonamental per entendre quines regions del genoma se situen a prop les unes de les altres<\/strong> dins del nucli i, per tant, \u00e9s m\u00e9s probable que estiguin implicades en els reordenaments cromos\u00f2mics<\/strong> en diferents moments al llarg de l’espermatog\u00e8nesi”, explica la Dra. Aurora Ruiz-Herrera<\/strong>, professora agregada del Departament de Biologia Cel\u00b7lular, Fisiologia i Immunologia i investigadora de l’Institut de Biotecnologia i Biomedicina (IBB) de la UAB.<\/p>\n\n\n\n

\u201cDesxifrant\u201d els reordenaments del genoma en rosegadors<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Per estudiar detalladament l’evoluci\u00f3 del genoma, l’equip va comparar els genomes de 13 esp\u00e8cies diferents de rosegadors i va \u201cdesxifrar\u201d els reordenaments que els distingeixen<\/strong>. “Aquest estudi ens ha perm\u00e8s elaborar la configuraci\u00f3 del genoma de l’ancestre com\u00fa dels rosegadors<\/strong> i determinar la ubicaci\u00f3 de les regions gen\u00f2miques que participen en els reordenaments<\/strong>“, explica la Dra. Marta Farr\u00e9<\/strong>, professora de Gen\u00f2mica en la Facultat de Bioci\u00e8ncies de la Universitat de Kent i codirectora de l’estudi.<\/p>\n\n\n\n

“Sorprenentment, les regions gen\u00f2miques que participen en els reordenaments<\/strong> se solen activar en les \u00faltimes etapes de l’espermatog\u00e8nesi<\/strong>, quan les c\u00e8l\u00b7lules germinals masculines en desenvolupament es denominen esperm\u00e0tides<\/strong>. Descobrim que els reordenaments evolutius es produeixen en regions gen\u00f2miques es troben f\u00edsicament a prop unes d’altres en el nucli d’aquestes c\u00e8l\u00b7lules<\/strong>“, afirma el Dr. Peter Ellis<\/strong>, professor titular de Gen\u00e8tica Molecular i Reproducci\u00f3 a l’Escola de Bioci\u00e8ncies de la Universitat de Kent i codirector de l’estudi.<\/p>\n\n\n\n

A m\u00e9s, les regions gen\u00f2miques que participen en els reordenaments evolutius no es troben associades amb punts calents de recombinaci\u00f3 mei\u00f2tica<\/strong>, la qual cosa indica que el m\u00e9s probable \u00e9s que aquests reordenaments no ocorrin durant la meiosi. En canvi es van correlacionar amb la localitzaci\u00f3 de danys en l’ADN en etapes m\u00e9s avan\u00e7ades del proc\u00e9s, en les esperm\u00e0tides<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

\u201cMostrem que les esperm\u00e0tides conserven una “mem\u00f2ria” de configuracions gen\u00f2miques anteriors<\/strong>. Hi ha regions de l’ADN que solien formar part d’un sol cromosoma en l’ancestre dels rosegadors per\u00f2 que ara es troben en cromosomes diferents al genoma del ratol\u00ed i, no obstant aix\u00f2, continuen en contacte f\u00edsic dins del nucli dels espermatozoides en desenvolupament (les esperm\u00e0tides)”, afirma la Dra. Marta Farr\u00e9<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

Les esperm\u00e0tides s\u00f3n c\u00e8l\u00b7lules que es troben en la fase final del desenvolupament dels espermatozoides, una vegada finalitzada la divisi\u00f3 cel\u00b7lular, i els esdeveniments que es produeixen durant aquest proc\u00e9s s\u00f3n espec\u00edfics dels mascles. Aix\u00f2 comporta la sorprenent implicaci\u00f3 que mascles i femelles no s\u00f3n iguals quant al seu impacte en l’evoluci\u00f3 del genoma<\/strong>. “De tots els reordenaments que distingeixen un ratol\u00ed d’una rata, un esquirol o un conill, la majoria semblen haver sorgit en una c\u00e8l\u00b7lula espermatozoide i no en un \u00f2vul. Al meu entendre, aix\u00f2 demostra que la l\u00ednia germinal masculina \u00e9s el motor general de l’evoluci\u00f3 estructural del genoma”, cont\u00ednua el Dr. Ellis<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

\"Tipos<\/p>\n\n\n\n

Diferents tipus cel\u00b7lulars durant la formaci\u00f3 dels espermatozoides. Imatge: Luc\u00eda \u00c1lvarez i Covadonga Vara.<\/em><\/p>\n\n\n\n

Per qu\u00e8 en c\u00e8l\u00b7lules germinals masculines?<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Els autors proposen que els esdeveniments diferencials que tenen lloc durant la formaci\u00f3 d’\u00f2vuls i espermatozoides<\/strong> podrien explicar els resultats. Els espermatozoides pateixen un proc\u00e9s de compactaci\u00f3 de l’ADN<\/strong> per adaptar-se a un volum cel\u00b7lular molt petit, situat al cap, cosa que no passa en els \u00f2vuls (una c\u00e8l\u00b7lula m\u00e9s gran en comparaci\u00f3). Aquesta compactaci\u00f3 pot provocar trencaments en l’ADN<\/strong>, que solen reparar-se mitjan\u00e7ant un mecanisme que pot generar errors<\/strong>. Alguns d’aquests errors poden resultar en reordenaments gen\u00f2mics<\/strong>, la qual cosa explicaria que el proc\u00e9s de formaci\u00f3 dels espermatozoides sigui un factor cr\u00edtic en l’evoluci\u00f3 del genoma de les esp\u00e8cies<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

Un aspecte encara poc conegut \u00e9s per qu\u00e8 algunes esp\u00e8cies tenen genomes molt estables<\/strong> amb pocs reordenaments, mentre que d\u2019altres han patit m\u00faltiples canvis cromos\u00f2mics<\/strong>. “El nostre treball suggereix que la recerca de la l\u00ednia germinal pot ajudar-nos a resoldre aquest misteri<\/strong>: determinar quines regions gen\u00f2miques es veuen afectades i en quin moment durant la formaci\u00f3 dels espermatozoides”, explica la Dra. Ruiz-Herrera<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

Tot i que l’estudi s’ha realitzat en rosegadors, l’espermatog\u00e8nesi \u00e9s un proc\u00e9s molt conservat<\/strong> i, per tant, \u00e9s probable que aquest principi s’apliqui a altres esp\u00e8cies<\/strong>, assenyalen els investigadors.<\/p>\n\n\n\n

En l’estudi liderat per la UAB i la Universitat de Kent han participat tamb\u00e9 els equips de recerca de l’Institut de Recerca contra la Leuc\u00e8mia Josep Carreras (IJC) i de Sequentia Biotech. Per part de la UAB, a m\u00e9s d’Aurora Ruiz-Herrera, tamb\u00e9 hi han participat Luc\u00eda \u00c1lvarez-Gonz\u00e1lez, Laia Mar\u00edn-Gual, Cristina Mar\u00edn-Garc\u00eda i Albert Gubern.<\/p>\n\n\n\n

Article<\/strong>: Alvarez-Gonz\u00e1lez et al. 3D chromatin remodelling in the germ line modulates genome evolutionary plasticity<\/strong>. Nature Communications<\/em> (May 2022), https:\/\/doi.org\/10.1038\/s41467-022-30296-6<\/a><\/p>\n\n\n\n

<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Un estudi liderat per la UAB i la Universitat de Kent mostra com l’estructura tridimensional del genoma de les c\u00e8l\u00b7lules germinals masculines est\u00e0 implicada en l’evoluci\u00f3 dels genomes de les esp\u00e8cies. Publicat a Nature Communications i realitzat en esp\u00e8cies de rosegadors, mostra que els esdeveniments cromos\u00f2mics que ocorren durant la formaci\u00f3 d’\u00f2vuls i espermatozoides tenen […]<\/p>\n","protected":false},"author":65,"featured_media":4608,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[4],"tags":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ibb.uab.cat\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4607"}],"collection":[{"href":"https:\/\/ibb.uab.cat\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/ibb.uab.cat\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ibb.uab.cat\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/users\/65"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ibb.uab.cat\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=4607"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/ibb.uab.cat\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4607\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":4609,"href":"https:\/\/ibb.uab.cat\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4607\/revisions\/4609"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ibb.uab.cat\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media\/4608"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ibb.uab.cat\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=4607"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ibb.uab.cat\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=4607"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ibb.uab.cat\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=4607"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}