El tiburón de Groenlandia no es muy atractivo. Su enorme cuerpo está cubierto de una piel que parece papel de lija. Sus aletas cortas se encuentran incómodamente a los lados. Sus ojos, siempre nublados, a menudo son incubadoras de parásitos parecidos a gusanos que permanecen mientras el tiburón deambula lentamente por las profundidades de los océanos Atlántico Norte y Ártico.

Pero independientemente de su apariencia, esta especie tiene una habilidad asombrosa: puede vivir hasta unos 400 años. Ahora, un equipo internacional de científicos de Europa y Estados Unidos ha mapeado con éxito el genoma del tiburón de Groenlandia, brindando a los científicos la oportunidad de descubrir el secreto de la excepcional longevidad de este tiburón.

«Cualquier investigación sobre los mecanismos que permiten a este animal vivir tanto tiempo requerirá en algún momento la secuenciación del genoma», dijo Steve Hoffman, biólogo computacional del Instituto Leibniz para el Envejecimiento y la Universidad Friedrich Schiller de Jena en Alemania, quien dirigió la investigación.

Los resultados fueron publicados en el formulario Preimpresión en bioRxivEste estudio proporciona una síntesis completa de la composición genética del tiburón. También proporciona información preliminar sobre genes específicos y mecanismos biológicos, incluida una red de genes duplicados implicados en la reparación del ADN, que pueden ser responsables de la excepcional esperanza de vida del tiburón.

Los científicos han descubierto que los tiburones de Groenlandia tienen genomas muy grandes: alrededor de 6.500 millones de “pares de bases” de ADN, o bloques de construcción, aproximadamente el doble que los humanos, y el genoma más grande de cualquier tiburón jamás secuenciado.

«No podríamos haber imaginado que sería tan grande», dijo Arne Sahm, bioinformático del Instituto Leibniz para el Envejecimiento y de la Universidad Ruhr de Bochum, autor principal del estudio.

Sorprendentemente, más de dos tercios del genoma estaban compuestos por genes repetitivos conocidos como elementos transponibles o genes transponibles. Estos mismos genes se insertan en otros genes y se autorreplican mediante un mecanismo de copiar y pegar. Al hacerlo, a menudo alteran el funcionamiento normal de los genes y pueden provocar mutaciones, deleciones o duplicaciones, que pueden conducir al desarrollo de enfermedades o problemas de desarrollo en el organismo.

«Son parásitos, parásitos genéticos, y tienen muy mala reputación», dijo Hoffman.

Estos resultados llevaron a los investigadores a preguntarse cómo los tiburones podían vivir tanto tiempo si portaban tantos genes dañinos. Sugirieron que el tiburón de Groenlandia podría haber desarrollado una forma única de secuestrar la maquinaria de estos genes saltarines para duplicar genes implicados en la reparación del ADN.

«Estos son animales que viven más que los humanos, y lo hacen en estado salvaje, sin medicamentos, hospitales ni atención médica», dijo João Pedro de Magalhaes, gerontólogo molecular de la Universidad de Birmingham en Inglaterra, que no participó en el estudio. estudiar.

Añadió que el estudio de los tiburones podría algún día ayudar a los científicos a «desarrollar tratamientos contra el cáncer, medidas preventivas o una mayor comprensión básica del cáncer que conduciría a beneficios clínicos» en los humanos.

La increíble longevidad del tiburón se puso de relieve por primera vez en 2016, cuando se descubrió un hito. el estudia Un estudio publicado en la revista Science utilizó técnicas de modelado y datación por radiocarbono para estimar las edades de 28 tiburones de Groenlandia.

Los investigadores descubrieron que los tiburones más viejos pueden vivir hasta unos 400 años y alcanzan la madurez sexual aproximadamente a la edad de 150 años.

Desde entonces, científicos de todo el mundo han comenzado a estudiar los tiburones de Groenlandia para comprender cómo esta especie puede vivir tanto tiempo. Algunos estudian su corazón; Otros se centran en su metabolismo y muchos vigilan su comportamiento y su entorno.

La culminación del esfuerzo fue la revelación del genoma del tiburón de Groenlandia. En los últimos cinco años, al menos tres equipos han competido para producir un genoma de tiburón completo.

Hoffman y sus colegas fueron los primeros en publicar el genoma del tiburón, que cubre aproximadamente el 92 por ciento de todo el ADN.

«Antes no sabíamos nada sobre el genoma de este virus, y ahora tenemos el genoma completo secuenciado», dijo Steven Austad, biólogo de la Universidad de Alabama en Birmingham, que no participó en el estudio. esto es fantástico”.

Llegar a este punto requirió un extenso trabajo de campo, incluidas varias expediciones frente a la costa de Groenlandia, donde los miembros del equipo capturaron, sacrificaron tiburones de Groenlandia y tomaron muestras de su tejido de médula espinal.

Luego, esas muestras de tejido se almacenaron a bajas temperaturas y se enviaron al Instituto Leibniz, donde se extrajo, secuenció y comparó el ADN con el de otros tiburones. Finalmente, el equipo pudo secuenciar el ADN del tejido cerebral de un solo tiburón.

Un hallazgo clave fue la identificación de una red de 81 genes que se encuentran únicamente en los tiburones de Groenlandia y que desempeñan un papel en la reparación del ADN.

Los investigadores plantearon la hipótesis de que los genes normales de reparación del ADN evolucionaron para explotar la maquinaria de los genes saltarines con el fin de copiar y pegar más de ellos. Este proceso puede haberles ayudado a contrarrestar el daño acumulado causado por los genes saltarines y mejorar las capacidades de reparación del ADN del tiburón.

En el centro de esta red había un gen muy conocido llamado TP53, que se ha relacionado con la reparación del ADN y la supresión de tumores.. A el estudia Un estudio publicado en 2016 demostró que los elefantes portan 20 copias de este gen y los científicos creen que este gen puede ser responsable de la fuerte resistencia del animal al cáncer. También se descubrió que este gen estaba estructuralmente alterado en los tiburones de Groenlandia, aunque el equipo todavía está evaluando si este cambio mejoraría la longevidad de los tiburones.

El Dr. Austad dijo que los hallazgos sobre los tiburones eran interesantes, pero advirtió que la repetición no siempre revela mucho. «Muchos genes se duplican sin ninguna consecuencia particular», afirmó.

Añadió que los investigadores necesitarán entender cómo aplicar estos hallazgos a células vivas de diferentes especies, un esfuerzo que podría implicar cultivar células de tiburón de Groenlandia, convertirlas en células madre y diferenciarlas en células cardíacas o cerebrales, por ejemplo.

“Entonces se podrían hacer pequeños retoques y luego se podría manipular el genoma”, dijo el Dr. Austad.

Sahm dijo que su equipo espera secuenciar genomas de especies que tienen una vida más corta pero que evolutivamente son más similares a los tiburones de Groenlandia, como el tiburón durmiente del Pacífico. Esto también puede arrojar luz sobre lo que permite a los tiburones de Groenlandia vivir tanto tiempo.

El Dr. Austad dijo que cualquiera que sea la dirección que tome la investigación, es un momento emocionante para la investigación de tiburones en Groenlandia. «Ahora comienza la diversión», añadió. «Ahora que tenemos el genoma, es cuestión de desarrollar hipótesis y luego probarlas».