El genoma más antiguo del mundo, secuenciado a partir de un caballo de 700.000 años
Una pata de caballo de 700.000 años de edad nos ofrece el estudio más antiguo sobre el genoma.
El ADN arroja una luz sobre el pasado que nos muestra las cosas que los fósiles no pueden mostrar. Pero, ¿hasta dónde se puede iluminar con esa luz?
Algunas de las secuencias de ADN más antiguas provienen de mastodontes y osos polares fósiles con cerca de 50.000 y 110.000 años de antigüedad respectivamente. Pero un nuevo estudio publicado en la revista Nature informa de lo último a la hora de recuperar cada vez más secuencias de ADN antiguo. Las muestras de un hueso de la pata de un caballo de más de 700.000 años han proporcionado la secuencia más antigua de genoma completo conocido hasta la fecha.
"Sabíamos que era posible la secuenciación de genomas en seres que rondaban los 70.000 y 80.000 años de antigüedad", dijo Ludovic Orlando, genetista evolutivo del Museo de Historia Natural de Dinamarca en la Universidad de Copenhague. "Entonces dijimos, por qué no probar aún más atrás en el tiempo?".
El genoma de este caballo del Pleistoceno podría ayudar a determinar el origen del linaje Equus, un grupo que dio origen a los caballos modernos, las cebras y los burros, que habría surgido entre 4 y 4,5 millones de años atrás, cerca de dos millones de años antes de lo que se pensaba.
El genoma del caballo también permitió al equipo determinar la relación evolutiva entre los caballos domésticos modernos y el caballo de Przewalski, en peligro de extinción, originario de las estepas de Mongolia y que representa la última raza viva de caballo salvaje.
El equipo descubrió que los caballos de Przewalski eran una rama del linaje que dio origen a los caballos domésticos. Los dos grupos se separaron alrededor de 50.000 años atrás.
Una vez considerado extinto en estado salvaje, caballo de Przewalski fue reintroducido en el medio natural a partir de una población cautiva que sólo contaba con unas pocas docenas de ejemplares. Si bien este número sugiere que la diversidad genética de la especie podría ser demasiado pequeña para crecer, el estudio muestra que los caballos de Przewalski son más diversos genéticamente que las razas domésticas como los caballos árabes o los islandeses.
"Creemos que hay suficiente diversidad genética dentro del caballo de Przewalski para mantener la viabilidad de los esfuerzos de conservación", dijo Orlando.
Almacenamiento en frío
La extracción de los genomas antiguos a partir de muestras muertas desde hace tiempo es una labor intensiva, y hay un límite a cuánto tiempo atrás se puede retroceder.
Los estudios sobre la vida media del ADN sugieren que, incluso en circunstancias ideales, las secuencias de ADN de más de 1,5 millones de años serían demasiado cortas para ser legibles. Por lo que es muy poco probable que el ADN se recupere de dinosaurios, ya que desaparecieron hace 65 millones de años, a excepción del linaje conduce a las aves modernas.
Sin embargo, la conservación del medio ambiente de una muestra antigua puede ayudar a prolongar la cantidad de tiempo antes de que el ADN se degrade más allá del punto de ser objeto de reembolso.
"El frío es bueno", dijo Orlando.
El hueso de la pata del caballo de 15 centímetros, hizo que el equipo pudiese analizar su origen en el territorio de Yukon al oeste de Canadá. El permafrost mantuvo los restos en frío durante unos 735.000 años hasta que los científicos los sacaron en 2003.
Para determinar si podría haber aún moléculas biológicas que quedasen en la muestra, Orlando y sus colegas miraron primero a ver si podían detectar aminoácidos de colágeno en los huesos de la muestra.
Una vez identificadas y secuenciadas con éxito esas proteínas, los investigadores pasaron a tratar de extraer el ADN del antiguo hueso de la pata.
Como es el caso en la mayoría de los fósiles antiguos, la mayor parte del ADN que encontraron fue de bacterias que habían poblado el hueso después de que el caballo muriese. Utilizando el ADN de los caballos modernos como una referencia, el equipo fue capaz de identificar el ADN "endógeno" que pertenecía al propio caballo antiguo.
"Hemos secuenciado 12 mil millones de moléculas de ADN, de las cuales 40 millones eran de origen equino", dijo Orlando. "Había poco ADN de caballo en un océano de ADN microbiano".
Un nuevo mundo
La recuperación de un genoma de un orden de magnitud mayor que cualquier información genómica anterior abre una amplia gama de nuevos objetivos para el estudio de los fósiles a nivel genético, posiblemente incluyendo especies humanas antiguas, si vivían en ambientes fríos.
"Podremos hacerlo con lo que sea; ¿cuáles son sus animales preferidos del Pleistoceno?", comunicó Hendrik Poinar, genetista evolutivo de la Universidad de McMaster en Ontario, Canadá, en un correo electrónico.
A Poinar, que no participó en el estudio, le gustaría ver cómo se aplica esto a la evolución del elefante. "Esto debería abordar cuestiones relacionadas con el origen, tamaño y plasticidad del cabello y la forma en la que se han adaptado a ecosistemas muy diversos".
Pero también señala que la secuenciación de genomas antiguos tiene más que ver con la preservación de diversos ambientes que con la edad de un espécimen. "Estoy seguro de que pronto habrá genomas con más edad".
