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Babosas fotosintéticas y transferencia horizontal de genes.

14 enero, 2010

La babosa marina Elysia chlorotica (Gastropoda, Opisthobranchia, Placobranchidae)

Elysia chlorotica es un curioso gasterópodo marino que es capaz de realizar algo inpensable para cualquier animal: la fotosíntesis.

Desde hace tiempo se conocía que E. chlorotica se alimenta de algas de la especie Vaucheria litorea, siendo capaz de incorporar los cloroplastos del alga en sus propios tejidos. Con ello, además de adoptar con el tiempo el color verde característico de los adultos, la babosa realiza una actividad fotosintética que le permite manterese mucho tiempo sin más alimento que luz y CO2.

Hace un par de meses se dió una vuelta de tuerca al conocimiento de esta simbiosis tan peculiar, al comprobar que E.chlorotica incorporaba en su ADN estos genes procedentes del alga (Rumpho et al., 2008),  proceso de transferencia horizontal que acaba de ser confirmado por un equipo de la Universidad del Sur de Florida dirigido por el profesor  Sidney Pierce. Los genes transferidos permiten así a la babosa sintetizar su propia clorofila, y son transmitidos a la asiguiente generación.

El trabajo será publicado próximamente en la revista Symbiosis.

Enlace a la nota de prensa de la Universidad del Sur de Florida

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  1. 14 enero, 2010 en 19:08

    Primero un poco de autobombo: http://oldearth.wordpress.com/2008/11/21/con-ustedes-el-animal-planta-elysia-clorotica/ 😀

    Y ahora el comentario: me sé de una tal Lynn Margulis que llevará la sonrisa puesta todo el día por su laboratorio de Amherst;-)

  2. 14 enero, 2010 en 19:16

    Vaaale, priority for you, pero este es otro artículo más reciente :mrgreen: :mrgreen: :mrgreen:

    Manuel :

    me sé de una tal Lynn Margulis que llevará la sonrisa puesta todo el día por su laboratorio de Amherst;-)

    Ya te digo 😀

  3. Paa
    14 enero, 2010 en 20:01

    Una pregunta, ¿los genes son transmitidos a la siguiente generación? J. M., ya sé que pones que sí, pero es que el caso es que yo ayer leí un artículo relacionado q decían que tras estar en contacto con el alga un tiempo, el molusco no necesitaba estar en contacto con el alga ya que había integrado los genes de la clorofila en su genoma, pero no leí nada sobre que se los pasaran a la descendencia. Lo cual sólo podría ser posible si algunas de las células que integraron los genes fueran precursoras de gametos.
    Esperaré al trabajo original.
    saludos!

  4. 14 enero, 2010 en 22:22

    yo tambien tengo una pregunta. ¿si un humano se come una alga no puede crear cloroplastos y ser fotosintetico?
    o eso no es por que son organismos diferentes.

  5. 15 enero, 2010 en 0:57

    Puedo autobombearme” también? Siempre aparece escrito de otra manera, a alguien le puede servir, supongo, así que lo pongo. Si a alguien le parece mal, que avise y lo quito (o que lo quite).
    Me parece también un asunto increíble y muy interesante.

    Paa: Sí que los tiene integrados en su genoma, y en sus gametos. Pero son los genes para sintetizar clorofila, lo que no puede es sintetizar cloroplastos, estos debe “adquirirlos” por ingestión. Por eso necesita estar primero un tiempo en contacto con el alga (para obtener los cloroplastos) y después ya no necesita al alga, porque la clorofila necesaria para el funcionamiento de los cloroplastos, que se va degradando y hay que reponer, ya la consigue sintetizar la babosa.

    edgar: en principio, humano o cualquier otro animal, lo que se hace es digerir lo que se come. Lo excepcional es lo de estas babosas (y algunos otros casos, como algunos corales que incorporan algas en su organismo, y pocos casos más) pero vaya, claramente esas son las excepciones, no la regla.

  6. 15 enero, 2010 en 6:43

    Aureus gracias.

    aver si entendí.
    estas babosas cuando se comen a las algas. pueden obtener su información genética [fotosintetica] y la babosa utilizarla y transferirla a sus siguientes generaciones. osea ahora serán fotosinteticos las proximas babosas de esa especie.

  7. 15 enero, 2010 en 9:16

    Genial. En realidad, edgar, son varios pasos.

    Otras babosas marinas simplemente son capaces de secuestrar células de otros organismos e incorporarlas a sus tejidos.

    Otros organismos son capaces de secuestrar genes de otros organismos para su propio uso.

    Esta es otra vuelta de tuerca. Es capaz de capturar genes y además de incorporarlos a su propio genoma de modo que sí, pueden pasar a la siguiente generación. ¡La leche! :mrgreen:

    Edito:

    Es capaz de capturar genes y además de incorporarlos a su propio genoma de modo que sí, pueden pasar a la siguiente generación. ¡La leche!

    Error, en realidad no llegan tan lejos como para el paso intergeneracional de genes. Aunque sigue teniendo su mérito poder mantenerlos funcionales 😐

  8. 15 enero, 2010 en 11:31

    De todas maneras, por lo que me ha parecido entender, una babosa (individuo) de éstas no puede incorporar en su genoma los genes de la clorofila, aún menos en sus gametos. Lo que sí puede hacer es incorporar los cloroplastos del alga en sus células.
    Y lo que ha ocurrido, vaya usted a saber cómo o cuándo empezó el proceso (y ya les gustaría saberlo a los científicos que realizaron la investigación), es que la especie ha conseguido incluir en su ADN estos genes, de forma que en este momento todos los individuos de esta especie poseen esta capacidad desde su nacimiento.

  9. Paa
    15 enero, 2010 en 12:21

    Gracias Aureus.

  10. 15 enero, 2010 en 13:53

    Awesome

  11. 15 enero, 2010 en 16:20

    Lo que hace esto “formidable” es que se produzca en un organismo (metazoa) y con reproducción sexual, en bacterias esto no es raro sino común pero en un organismo como la babosa es realmente (Cnidus lo ha dicho muy bien) La Leche!

    Tambien existe el caso contrario!, las leguminosas poseen Hemoglobina, parece que el gen de estas plantas para producir hemoglobina lo debieron pedir prestado de los animales…

    Fantástico!

  12. remem0rama
    15 enero, 2010 en 18:18

    Realmente sorprendente

  13. Esthertje
    16 enero, 2010 en 1:02

    Muy interesante artículo. Parece ser que el bicho puede estar sin volver a comer algas años, no?. hasta que los cloroplastos degeneran y debe comer mas.

    Una aclaración para S.Belizón: Tengo entendido que las leguminosas no tienen hemoglobina, lo que sí tienen en los nódulos de sus raíces, donde viven las bacterias simbiontes que fijan N atmosférico, es leg-hemoglobina. Se trata de una molécula con un grupo hemo, sintetizado por la bacteria, y una proteína, codificada por los genes de la planta. Saludos.

  14. 16 enero, 2010 en 1:19

    Esthertje, pues si, tiene usted toda la razón no es propiamente hemoglobina sino leghemoglobina, y sobre el origen del grupo hemo lo que si puedo decir es que al menos algún estudio hay sobre hemoglobina en plantas no leguminosos o leguminosas no infectadas, a ver si miro …
    Saludos

  15. Esthertje
    16 enero, 2010 en 22:27

    Gracias. No lo sabía. Le echaré un vistazo también. Saludos.

  16. 19 enero, 2010 en 14:25

    Me parece que el grupo de Florida que mencionas lleva un poco de retraso. En noviembre de 2008, Mary Rumpho, de la Universidad de Maine, y otros investigadores de los EEUU publicaron un artículo en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences que demuestra la transferencia horizontal de genes entre el cloroplasto y /Elysia/.

    Por una parte secuenciaron el genoma del cloroplasto y vieron que carecía de algunos genes que son necesarios para la fotosíntesis. Además, encontraron, incorporado al genoma del molusco, un gen necesario para el tipo de fotosintesis que realiza /Vaucheria litorea/, el alga de la que procede el cloroplasto simbionte (el gen psbO). Però /Elysia/ no adquiere ese gen comiéndose el alga de la que obtiene el cloroplasto, sino que el gen forma ya parte de su propio DNA. Se encuentra en la línea germinal, es decir, se trata de un gen que se transmite de una generación a la siguiente y el molusco seguiría teniéndolo aunque dejase de comer el alga de donde procede originariamente el gen. Sin embargo, el cloroplasto sólo puede obtenerlo por ingestión (de momento, ya veremos de aquí a un millón de años).

    No tengo ahora la referència del artículo de Mary Rumphord, pero en una entrada que escribí sobre Elysia hace unos meses en mi blog le puese un enlace. Si os interesa podéis buscar allí ese enlace y algún otro para saber más de esta amravillosa criatura que es /Elysia/:

    http://tinyurl.com/yf3qjrj

  17. 19 enero, 2010 en 16:18

    Moltes gracies por ese enlace con vídeos del animalito, lectora. 😉

    Y sí, por la lista de referencias que aportas parece que Mary Rumpho lleva estudiando este bicho desde 1994(!), cuando empezó a descifrar su genoma.

    http://sbe.umaine.edu/symbio/5lowermenu/LMPubRef.html

    Al César lo que es del César, y a Mary lo que es de Mary. Aunque nunca está de más que haya nuevos estudios como el de Florida que confirmen (y amplien) la información.

    Saludos. 😉

  18. 19 enero, 2010 en 17:54

    Este ha sido un trabajo presentado recientemente (muy recientemente) por Sidney K. Pierce, de la universidad del sur de Florida, y que va a ser publicado en la revista Symbiosis (ni siquiera ha sido debidamente publicado aún).
    Rumpho trabajaba con Pierce antes.
    Desde el 2000, no encuentro publicaciones conjuntas de ambos. Pero ambos continuaron las investigaciones, no se si colaborando o no.
    En el mismo link del rano verde puede verse que muchas de las publicaciones (incluidas las de 1994) tienen como autores tanto a Pierce como a Rumpho.
    Luego lo siento por la lectora corrent, pero es mejor informarse antes de poner verde a la gente (con o sin clorofila). La línea de investigación con más de 25 años continua abierta, y no en un sólo frente. Y cada vez se saben nuevos datos y detalles. Sería como decir que la publicación del 2008 de Rumpho estaba retrasada, por otra cualquiera de las publicaciones (de Pierce, de Rumpho o de otro de sus colegas) del 2007, del 2006….

  19. 19 enero, 2010 en 23:10

    Lo siento Aureus, no era mi intención poner verde a nadie. Pero me ha extrañado que se presentase como novedad un estudio que “acaba de demostrar que E. chlorotica es capaz además de incorporar los genes de Vaucheria litorea en su propio ADN”, cuando eso estaba ya demsotrado en el artículo del PNAS de noviembre de 2008. No he visto el artículo de “Symbiosis” (lógico, si aun no se ha publicado). Quizás aporte algo nuevo, pero el texto del bloc solo hace referencia a la incorporación de genes del alga por parte de /Elysia/, lo que ya no es una novedad.

    Por cierto, en algun comentario alguien ha mencionado la sonrisa que Lynn Margulis debe de llevar puesta por los resultados del trabajo de Pierce. Esa sonrisa la lleva puesta ya hace tiempo. Me consta que Margulis conoce muy bien el trabajo de Mary Rumpho.

  20. 20 enero, 2010 en 1:28

    Exactamente, al césar lo que es del césar, y realmente la nota de prensa de la Universidad de Florida (de donde está sacada la reseña) no hace demasiada justicia a las investigaciones anteriores.

    Lamentablemente, las oficinas de prensa a veces intentan “vender” demasiado ciertas publicaciones de la casa. No creo que haya que quitar mérito alguno a Pierce, y seguramente aporta algo nuevo en el artículo de Symbiosis, pero “Research in USF Professor Sidney Pierce’s lab demonstrates that some symbiotic relationships between algae and animals have resulted in the movement of functional genes, called gene transfer“, quizá sea demasiado presuntuoso. Modifico la redacción.

    Saludos y gracias por los enlaces.

  21. 20 enero, 2010 en 11:56

    Bueno, la verdad es que siempre hay que “vender titulares”, cuando lo que se hace lógicamente es avanzar en la investigación, descubriendo algunos detalles más. Pero eso, siempre (o casi).

    Mirad esto:

    Chloroplast genes are expressed during intracellular symbiotic association of Vaucheria litorea plastids with the sea slug Elysia chlorotica

    “The marine slug Elysia chlorotica (Gould) forms an intracellular symbiosis with photosynthetically active chloroplasts from the chromophytic alga Vaucheria litorea (C. Agardh). This symbiotic association was characterized over a period of 8 months during which E. chlorotica was deprived of V. litorea but provided with light and CO2. The fine structure of the symbiotic chloroplasts remained intact in E. chlorotica even after 8 months of starvation as revealed by electron microscopy. Southern blot analysis of total DNA from E. chlorotica indicated that algal genes, i.e., rbcL, rbcS, psaB, psbA, and 16S rRNA are present in the animal. These genes are typically localized to the plastid genome in higher plants and algae except rbcS, which is nuclear-encoded in higher plants and green (chlorophyll a/b) algae. Our analysis suggests, however, that similar to the few other chromophytes (chlorophyll a/c) examined, rbcS is chloroplast encoded in V. litorea. Levels of psbA transcripts remained constant in E. chlorotica starved for 2 and 3 months and then gradually declined over the next 5 months corresponding with senescence of the animal in culture and in nature. The RNA synthesis inhibitor 6-methylpurine reduced the accumulation of psbA transcripts confirming active transcription. In contrast to psbA, levels of 16S rRNA transcripts remained constant throughout the starvation period. The levels of the photosystem II proteins, D1 and CP43, were high at 2 and 4 months of starvation and remained constant at a lower steady-state level after 6 months. In contrast, D2 protein levels, although high at 2 and 4 months, were very low at all other periods of starvation. At 8 months, de novo synthesis of several thylakoid membrane-enriched proteins, including D1, still occurred. To our knowledge, these results represent the first molecular evidence for active transcription and translation of algal chloroplast genes in an animal host and are discussed in relation to the endosymbiotic theory of eukaryote origins.”

    Es un artículo también de PNAS, aquí, y que se encuentra citado en el propio artículo de Rumpho del 2008, y ha sido escrito en 1996, por Pierce, Rumpho, y otros.

    Luego ya no sé exactamente lo que se descubrió hace un par de meses, sólo evidencias de lo que ya se sabía, tal como aparece referido en este artículo. Como es normal en investigación científica. Luego no veo mayor motivo para la alteración del artículo, tal como JM ha hecho. Cada vez se sabe algo más, y se va publicando.
    Recomiendo vivamente a la lectora corrent que altere su artículo, para referir por lo menos este que cito también, o si no, que permanezcamos todos publicando lo más reciente que haya en cada caso, en vez de lo anterior.

    Sólo otro detalle, JM: eventualmente podrá ser presuntuoso, pero creo que no exactamente, y que la clave está en “functional”, porque me parece que hasta ahí se habia demostrado que existían los genes en el “huésped”, pero no se había conseguido demostrar que la clorofila presente estaba realmente sintetizada por estos genes, en el propio huésped. Y también es muy interesante seguramente la teoría que intenta explicar las transferencias de genes a partir de determinados retrovirus presentes en el estómago de la babosa, si no he entendido mal, y el mecanismo de transferencia en sí si podría ser una gran novedad.

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