La anémona Nematostella vectensis posee más de una treintena de tipos de neuronas. [Instituto Pasteur]
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Biología marina Jul/Sep 2011 Nº 65
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Un cilindro con tentáculos, esa es más o menos la morfología de la anémona de mar. Sin embargo, el genoma de este invertebrado marino, secuenciado en 2007, es de una complejidad similar a la del genoma humano. Esta contradicción llamó la atención de un equipo de investigadores del Instituto Pasteur, del Centro Nacional para la Investigación Científica de Francia y del Instituto Weizmann. Al estudiar la especie Nematostella vectensis, descubirieron que presenta una diversidad celular mucho más rica de lo que sugiere su morfología.
Para averiguarlo, los investigadores emplearon una técnica que ha experimentado una verdadera explosión en los últimos años: la secuenciación del transcriptoma (los ARN derivados de la transcripción del genoma) a nivel celular. La técnica consiste en descomponer el organismo en células individuales, por medio de enzimas o la acción mecánica, hasta obtener una suspensión de células. A continuación se aisla cada célula y se secuencia su ARN. «Con ello se determina el perfil transcripcional de todos los tipos celulares de un organismo. Se trata de un gran avance. Y es la primera vez que se utiliza esta técnica en un animal no bilateral (que no tiene simetría izquierda-derecha)», explica Lucas Leclère, uno de los autores.
Más de treinta tipos de neuronas
El estudio del transcriptoma permite saber exactamente qué genes se expresan en cada célula y distinguir así diversas categorías de células. Los investigadores determinaron que una anémona de mar está compuesta por unos 100 tipos de células. «No creíamos que existieran tantos», comenta Heather Marlow, una de las principales autoras del estudio. Estas células se agrupan en ocho clases principales: digestivas, musculares, neuronales… Cada clase se divide en varias subcategorías, definidas por la expresión de marcadores específicos. De este modo, se han identificado más de treinta tipos de neuronas. El equipo también demostró que aunque los elementos básicos de las neuronas de los animales bilaterales y de los cnidarios (entre los que se incluyen las anémonas) son los mismos, la diversidad neuronal parece seguir reglas diferentes, lo que indica una evolución independiente en ambas líneas.
Pero ¿por qué despierta tanto interés el estudio de la anémona de mar? En 2007, cuando se secuenció su genoma, se descubrió con sorpresa que este se asemejaba más al de los humanos u otros vertebrados que a la de los nematodos o moscas. La anémona tiene unos 18.000 genes, frente a los 20.000 de los humanos, y muchos de ellos están organizados en patrones similares a los de los correspondientes genes humanos. Ello convierte la anémona de mar en un modelo ideal para estudiar el genoma animal, identificar las interacciones entre genes y comprender mejor cómo funcionan nuestras propias células. Además, al haberse separado la rama evolutiva de los cnidarios de la de los animales bilaterales, hace más de 600 millones de años, «la anémona también puede ayudarnos a comprender el origen y la evolución de los múltiples tipos de células que constituyen el cuerpo de los animales, en particular las de su sistema nervioso», explica Marlow. «La secuenciación del transcriptoma a nivel celular también debería permitir el estudio de nuevas ramas del reino animal.»
Aline Gerstner / Pour la Science
Artículo traducido y adaptado por Investigación y Ciencia con permiso de Pour la Science.
Referencia: «Cnidarian cell type diversity and regulation revealed by whole-organism single-cell RNA-seq», Arnau Sebé-Pedrós et al. en Cell, vol. 173, n.º 6, págs. 1520-1534, 2018.
