En un nuevo estudio, los científicos han descrito por qué los machos de mosca de la fruta de más edad son más propensos a transmitir mutaciones a su descendencia, lo que podría arrojar luz sobre el riesgo de enfermedades hereditarias en los seres humanos.
El aparato reproductor masculino es un punto caliente para la aparición de nuevas mutaciones. genes. Quizá eso explique por qué se heredan más mutaciones nuevas de los padres que de las madres.
Sin embargo, esto no aclara por qué los padres mayores transmiten más mutaciones que los jóvenes. Según el estudio, los mecanismos que podrían subyacer a estas tendencias bien documentadas han sido durante mucho tiempo un misterio.
Investigadores de la Universidad Rockefeller (EE.UU.) estudiaron las mutaciones que se producen durante la producción de espermatozoides a partir de células de la línea germinal, lo que se conoce como espermatogénesis. Descubrieron que las mutaciones son comunes en los testículos de moscas de la fruta jóvenes y viejas, pero más abundantes en las moscas de más edad desde el principio.
Los hallazgos se han publicado en la revista Nature Ecology & Evolution.
Además, muchas de estas mutaciones parecen ser eliminadas en las moscas de la fruta más jóvenes durante la espermatogénesis por los mecanismos de reparación genómica del organismo, pero no consiguen fijarse en los testículos de las moscas más viejas.
«Intentábamos comprobar si la línea germinal de mayor edad es menos eficiente en la reparación de mutaciones o si, simplemente, empieza con más mutaciones», explica Evan Witt, primer autor del estudio.
«Nuestros resultados indican que en realidad se trata de ambas cosas. En todas las fases de la espermatogénesis, hay más mutaciones por molécula de ARN en las moscas más viejas que en las más jóvenes», afirma Witt.
Los genomas se mantienen ordenados gracias a un puñado de mecanismos de reparación.
Cuando se trata de los testículos, tienen que trabajar horas extras; los testículos tienen la mayor tasa de expresión génica de cualquier órgano. Además, los genes altamente expresados en la espermatogénesis suelen tener menos mutaciones que los que no lo están.
Esto suena contraintuitivo, pero tiene sentido, según el estudio. Una teoría para explicar por qué los testículos expresan tantos genes sostiene que podría tratarse de una especie de mecanismo de vigilancia genómica, una forma de revelar y luego eliminar genes problemáticos. mutacionessegún el estudio.
Pero cuando se trata de espermatozoides de más edad, los investigadores descubrieron que, aparentemente, la desbrozadora no funciona. Investigaciones anteriores sugieren que la culpa podría ser de un mecanismo de reparación defectuoso acoplado a la transcripción, que sólo repara los genes transcritos.
Para obtener estos resultados, los científicos realizaron la secuenciación unicelular del ARN de los testículos de unas 300 moscas de la fruta, aproximadamente la mitad de ellas jóvenes (48 horas de edad) y la otra mitad viejas (25 días de edad), avanzando en una línea de investigación que iniciaron en 2019, según el estudio.
Con el fin de comprender si las mutaciones que detectaron eran somáticas, o heredadas de los padres de las moscas, o de novo -surgidas en la línea germinal de la mosca individual-, a continuación secuenciaron el genoma de cada mosca, señala el estudio.
Pudieron documentar que cada mutación era una verdadera original.
«Podemos decir directamente que esta mutación no estaba presente en el ADN de esa misma mosca en sus células somáticas», dijo Witt. «Sabemos que es una mutación de novo». Este enfoque poco convencional – inferir mutaciones genómicas a partir de la secuenciación de ARN unicelular y luego compararlas con los datos genómicos – permitió a los investigadores hacer coincidir las mutaciones con el tipo de célula en la que se produjeron.
«Es una buena manera de comparar la carga mutacional entre tipos celulares, porque se pueden seguir a lo largo de la espermatogénesis», dijo Witt.
El siguiente paso es ampliar el análisis a más grupos de edad de las moscas y comprobar si puede darse este mecanismo de reparación de la transcripción y, en caso afirmativo, identificar las vías responsables, dijo Witt.
«¿Qué genes son los que realmente impulsan la diferencia entre las moscas viejas y las jóvenes en términos de reparación de mutaciones?», preguntó Witt.
Dado que las moscas de la fruta tienen una elevada tasa de reproducción, investigar sus patrones de mutación puede ofrecer nuevas perspectivas sobre el efecto de las nuevas mutaciones en la salud y la evolución humanas, señala el estudio.
«Se desconoce en gran medida si una línea germinal masculina más mutada es más o menos fértil que una menos mutada.
«No se ha investigado mucho al respecto, salvo a nivel poblacional. Y si la gente hereda más mutaciones de padres mayores, eso aumenta las probabilidades de trastornos genéticos de novo o de ciertos tipos de cáncer», dijo Witt.
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