Por una multitud de razones, los grandes tiburones blancos deberían considerarse los superhéroes de la naturaleza que habitan en el océano: son grandes y fuertes, viven largas vidas, pueden curar sus heridas notablemente rápido e incluso es probable que rara vez contraigan cáncer. Pero, ¿cómo es posible que estos gigantes antiguos tengan tantos rasgos de superhéroe? Los científicos han dado un paso importante para responder esa pregunta decodificando todo el genoma del gran tiburón blanco.
Un equipo internacional de investigadores dirigido por científicos del Centro de Investigación de Tiburones de la Fundación Save Our Seas y el Instituto de Investigación Guy Harvey de la Universidad Nova Southeastern en Florida secuenciaron el genoma del gran tiburón blanco (Carcharodon carcharias) y lo comparó con los genomas de varias otras especies de vertebrados. El equipo descubrió una gran cantidad de características genéticas inusuales que podrían explicar por qué los tiburones blancos son los superhéroes (o supervillanos, si eres un lobo de mar gordo) del mar. Su estudio fue publicado en línea el lunes (18 de febrero) en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.
La estabilidad genética es clave
La secuenciación del gran genoma del tiburón blanco no fue una tarea fácil: el genoma consistía en 4,63 mil millones de pares de bases (las moléculas que contienen nitrógeno que forman los "peldaños" de la escalera de ADN), que es aproximadamente 1,5 veces el tamaño del genoma humano. "Es un esfuerzo bastante impresionante", dijo Dovi Kacev, ecólogo e investigador molecular marino del Centro de Ciencias Pesqueras del Suroeste de los Servicios Nacionales de Pesca Marina de California, que no participó en el estudio.
Casi el 60 por ciento del genoma del tiburón blanco consistía en secuencias genéticas repetidas, que es similar a lo que se ve en el genoma humano. Lo especial del genoma del tiburón blanco es que muchas de esas regiones repetidas son códigos para un grupo especial de genes conocidos como LINE.
"Estos hacen copias de sí mismos y luego se reinsertan al azar en varios lugares del genoma, y en el proceso hacen rupturas bicatenarias en el ADN que deben repararse", dijo Michael Stanhope, biólogo evolutivo de la Universidad de Cornell en Nueva York. . Stanhope co-dirigió el estudio con Nicholas Marra y Mahmood Shivji, biólogos conservacionistas de la Nova Southeastern University.
Esas interrupciones frecuentes en el ADN hacen que el genoma sea inestable, lo que generalmente conlleva un mayor riesgo de mutaciones genéticas que causan problemas y que eventualmente pueden provocar cáncer. Pero los tiburones blancos parecen haber desarrollado una forma de evitar tal inestabilidad genómica.
Los investigadores descubrieron que el genoma del tiburón blanco contenía muchos genes responsables de mantener la estabilidad genética, como los genes de reparación del ADN y los genes supresores de tumores. Y cuando los investigadores compararon los genes de estabilidad del tiburón blanco con genes análogos en otros vertebrados, encontraron pequeños cambios en la secuencia de genes que sugieren un patrón específico de adaptación evolutiva para estos genes en los tiburones blancos.
"Piense en ello como un ajuste fino del papel de estos genes en el mantenimiento de la estabilidad del genoma en el tiburón blanco", dijo Stanhope.
La gente ha especulado que los tiburones tienen una tasa de cáncer mucho más baja que otros animales, pero "no hay muchos datos reales para decirlo con certeza", dijo Kacev. Sin embargo, la abundante presencia de genes de estabilidad especialmente adaptados podría explicar la posible resistencia al cáncer.
"Si desea prevenir el cáncer, debe mantener la estabilidad de su genoma", dijo Stanhope, lo que significa evitar las mutaciones genéticas. Una acumulación de mutaciones en exceso conduce al cáncer, pero el genoma del tiburón parece específicamente diseñado para prevenir eso. "Sin embargo, estas son cosas que tendríamos que probar en el laboratorio para saber realmente", dijo.
Stanhope también advirtió que si bien los tiburones blancos podrían tener una adaptación genética para evitar que contraigan cáncer, eso no significa que el consumo de productos de tiburones podría evitar que un humano contraiga cáncer, a pesar de lo que afirman los defensores de la "medicina alternativa".
Y sus otras habilidades especiales ...
La genética también puede explicar otra de las superpotencias del tiburón blanco: la capacidad de curarse rápidamente. El equipo descubrió varios genes de tiburón blanco que se sabe que juegan un papel importante en los procesos de curación de heridas de vertebrados. Y, de manera similar a los genes de estabilidad, los genes de curación de heridas en el tiburón blanco estaban bajo el mismo tipo de presiones positivas de selección evolutiva, lo que significa que hay una tendencia a que aumente el número de estos rasgos beneficiosos.
"También encontramos un enriquecimiento de genes tanto para la curación de heridas como para los genes de estabilidad del genoma en el tiburón blanco en comparación con otros vertebrados", dijo Stanhope. En otras palabras, el genoma del tiburón blanco tiene una mayor proporción de estos tipos de genes en comparación con lo que se ve en otros genomas de vertebrados.
Si bien el equipo descubrió una serie de genes que pueden ser responsables de muchas de las habilidades del súper tiburón del gran blanco, había una característica que el genoma no explicaba claramente: el rastreador sensible del tiburón.
Los tiburones son conocidos por tener un agudo sentido del olfato, por lo que los investigadores esperaban encontrar numerosos genes del receptor olfatorio (OR), que son los genes responsables de los efectos eficaces de otros vertebrados. Pero el genoma del tiburón blanco contenía excepcionalmente pocos de estos genes. Lo que los investigadores encontraron en cambio fue otra categoría de genes, llamados genes vomeronasales. Estos genes también pueden estar involucrados en la percepción del olfato, pero normalmente no son tan abundantes como los genes OR, dijo Stanhope. Sin embargo, en el genoma del tiburón blanco, hay más de una docena de genes vomeronasales, por lo que los investigadores sugirieron que tal vez esos genes impulsen la percepción del olor en el tiburón blanco.
"Todavía estamos en un punto aquí donde estamos rascando la superficie, pero tener esta secuencia del genoma nos da un punto de partida para abordar estas preguntas con más detalle", dijo Kacev. Indudablemente, esta investigación también ayudará a responder preguntas sobre otras especies, agregó. "Comprender el genoma del tiburón blanco no solo es importante para el tiburón blanco, sino que es un andamio o punto de partida para comprender las especies relacionadas".
Los grandes tiburones blancos son una de las criaturas marinas más reconocidas del mundo, pero sus poblaciones luchan a medida que las personas continúan cazándolas por miedo y codicia. "La gente tiene estas imágenes representadas en películas y programas de televisión como estas máquinas de matar", dijo Kacev. Sin embargo, la realidad es que los humanos matan muchos más tiburones que los tiburones matan a los humanos.
"Los humanos matan a muchos, muchos millones de tiburones cada año en todo el mundo por razones tontas y falsas de medicina; por sopa de aleta de tiburón y todo tipo de razones que son trágicas, realmente", dijo Stanhope. Los investigadores esperan que su estudio ayude a más personas a darse cuenta de cuán especiales son estos vertebrados antiguos.
"Espero que las personas reconozcan las notables adaptaciones biológicas de estos animales y, como consecuencia, tengan un mayor aprecio por ellos", dijo Stanhope.
