Las instrucciones genéticas para el crecimiento, auto-mantenimiento y reproducción de los organismos están codificadas en sus genomas. Bajo determinadas condiciones, los genes se activan para producir una serie de moléculas de ARN que, una vez procesadas, representan diferentes versiones de ese gen (isoformas de ARN), y que potencialmente se usarán como molde para sintetizar proteínas. Debido a su importancia biológica, se considera que los eventos de procesamiento de ARN desempeñan un papel importante en la evolución de distintas especies. Sin embargo, nuestro conocimiento sobre su impacto en la evolución reciente de nuestra especie es muy limitado.

Un proyecto liderado por David de Juan,Tomàs Marquès-Bonet, investigadores del Instituto de Biología Evolutiva (IBE), un centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad Pompeu Fabra (UPF), y Guojie Zhang (BGI Shenzhen), recientemente publicado en la revista Genome Research, ha abordado el análisis de la evolución de la diversidad del ARN en humanos y las especies más cercanas a nuestra especie. Los científicos se centraron en la caracterización molecular de líneas celulares linfoblastoides de múltiples primates (humanos, chimpancés, gorilas, orangutanes y macacos Rhesus), las cuales representan un sistema modelo adecuado para el estudio comparativo - bajo condiciones experimentales controladas - de sus arquitecturas de regulación genómica.

Para ello, emplearon una tecnología de secuenciación de vanguardia que captura isoformas de ARN con resolución de una única molécula, mientras que los métodos anteriores solo secuencian pequeños fragmentos de ARN que se utilizan para tratar de reconstruir la molécula de origen. “Las llamadas tecnologías de secuenciación de lectura larga permiten prescindir de la inferencia computacional de isoformas, un proceso muy propenso a errores. De esta manera, las isoformas pueden compararse directamente entre especies para saber si son compartidas o exclusivas de un determinado linaje”, dice Luis Ferrández-Peral, investigador del IBE en el Laboratorio de Genómica Comparativa y autor principal del artículo.

En este trabajo, los autores han generado el mayor catálogo de isoformas en primates hasta la fecha, revelando miles de nuevas isoformas producidas por genes bien caracterizados, pero también por genes nuevos. “Alrededor de la mitad de estas isoformas de ARN no están presentes en las bases de datos públicas, lo que significa que los repositorios de referencia en investigación genómica no contemplan una fracción significativa de productos génicos”, agrega Tomàs Marquès-Bonet.

Sus análisis comparativos revelaron una considerable similitud en la diversidad de isoformas de ARN entre primates, con solo algunos productos de ARN específicos de cada especie. Estas innovaciones evolutivas están implicadas principalmente en el sistema inmunitario innato y en los procesos de inflamación. "Dichos cambios evolutivos generalmente preservan la función de la proteína, representando ajustes sutiles en la regulación de los genes. Con este estudio, hemos establecido las bases para futuras investigaciones sobre el papel de la evolución del transcriptoma en los procesos de respuesta inmune, proliferación y diferenciación celular en el linaje de los primates", afirma David de Juan.

Artículo de referencia: Ferrández-Peral et al. Transcriptome innovations in primates revealed by single-molecule long-read sequencing. Genome Research, August 2022.  DOI: https://genome.cshlp.org/content/early/2022/08/09/gr.276395.121 http://www.doi.org/10.1101/gr.276395.121