Plantas y algas comparten cajas de herramientas genéticas

Imagen microscópica de una de las algas más cercanas a las plantas terrestres, un alga unicelular llamada Mesotaenium endlicherianum (20 micrómetros corresponden a 0,02 milímetros) - TATYANA DARIENKO

   MADRID, 31 Ago. (EUROPA PRESS) -

   Un equipo dirigido por la Universidad de Gotinga ha investigado 10.000 millones de fragmentos de ARN para identificar "genes centrales" compartidos entre plantas y algas.

   La superficie de la Tierra está cubierta de plantas. Constituyen la mayor parte de la biomasa terrestre y exhiben una amplia gama de diversidad, desde musgos hasta árboles. Esta asombrosa biodiversidad surgió debido a un fatídico evento evolutivo que ocurrió solo una vez: la terrestrialización de las plantas. Esto describe el punto en el que un grupo de algas, cuyos descendientes modernos todavía pueden estudiarse en el laboratorio, evolucionó hasta convertirse en plantas e invadió tierras de todo el mundo.

   En el nuevo trabajo se han generado datos de expresión genética a gran escala para investigar las redes moleculares que operan en una de las algas más cercanas a las plantas terrestres, una humilde alga unicelular llamada Mesotaenium endlicherianum. Sus resultados fueron publicados en Nature Plants.

   Utilizando una cepa de Mesotaenium endlicherianum que se ha mantenido segura en la Colección de Cultivos de Algas de la Universidad de Gotinga (SAG) durante más de 25 años y la configuración experimental única allí, los investigadores expusieron Mesotaenium endlicherianum a un rango continuo de diferentes intensidades de luz y temperaturas.

   Janine Fürst-Jansen, investigadora de la Universidad de Göttingen, afirma en un comunicado: "Nuestro estudio comenzó examinando los límites de la resistencia del alga, tanto a la luz como a la temperatura. La sometimos a un amplio rango de temperatura de 8°C a 29°C. Nos intrigó cuando observamos la interacción entre una temperatura amplia y una tolerancia a la luz basada en nuestro análisis fisiológico en profundidad".

   La respuesta de las algas no sólo se investigó a nivel morfológico y fisiológico, sino también leyendo la información de unos 10.000 millones de fragmentos de ARN. El estudio utilizó análisis de redes para investigar el comportamiento compartido de casi 20.000 genes simultáneamente. En estos patrones compartidos, se identificaron "genes centrales" que desempeñan un papel central en la coordinación de la expresión genética en respuesta a diversas señales ambientales. Este enfoque no solo ofreció información valiosa sobre cómo se regula la expresión de genes de algas en respuesta a diferentes condiciones, sino que, combinado con análisis evolutivos, descubrió cómo estos mecanismos son comunes tanto a las plantas terrestres como a sus parientes de algas.

   El profesor Jan de Vries, de la Universidad de Göttingen, dice: "Lo que es tan singular del estudio es que nuestro análisis de red puede señalar cajas de herramientas enteras de mecanismos genéticos que no se sabía que operaban en estas algas. Y cuando miramos estas cajas de herramientas genéticas, descubrimos que se comparten a lo largo de más de 600 millones de años de evolución de plantas y algas".

   Como señala Armin Dadras, estudiante de doctorado en la Universidad de Göttingen, explica: "Nuestro análisis nos permite identificar qué genes colaboran en varias plantas y algas. Es como descubrir qué notas musicales armonizan consistentemente en diferentes canciones. Esta idea nos ayuda a descubrir patrones evolutivos a largo plazo y revela cómo ciertas 'notas' genéticas esenciales se han mantenido consistentes en una amplia gama de especies de plantas, como melodías eternas que resuenan en diferentes géneros musicales.