Redacción
Las ostras perleras son un importante animal de acuicultura en Japón, ya que producen las hermosas perlas que se buscan para collares, aretes y anillos. A principios de la década de 1990, esta industria de la acuicultura generaba alrededor de 88.000 millones de yenes al año. Pero, en los últimos 20 años, una combinación de nuevas enfermedades y mareas rojas ha hecho que la producción de perlas de Japón caiga de alrededor de 70.000 kg al año a solo 20.000 kg. Ahora, investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa (OIST), en colaboración con varios otros institutos de investigación, incluidos K. MIKIMOTO & CO., LTD, Pearl Research Institute y Japan Fisheries Research and Education Agency, han construido un alto genoma de calidad a escala cromosómica de las ostras perleras, que esperan pueda usarse para encontrar cepas resistentes. La investigación fue publicada recientemente en Investigación de ADN.
«Es muy importante establecer el genoma», dijo uno de los dos primeros autores, el Dr. Takeshi Takeuchi, científico del personal de la Unidad de Genómica Marina de OIST. «Los genomas son el conjunto completo de genes de un organismo, muchos de los cuales son esenciales para la supervivencia. Con la secuencia completa de genes, podemos hacer muchos experimentos y responder preguntas sobre la inmunidad y cómo se forman las perlas».
En 2012, el Dr. Takeuchi y sus colaboradores publicaron un borrador del genoma de la ostra perla japonesa, Pintada fucata, que fue uno de los primeros genomas ensamblados de un molusco. Continuaron con la secuenciación del genoma para establecer un ensamblaje del genoma a escala cromosómica de mayor calidad.
El Dr. Takeuchi continuó explicando que el genoma de la ostra se compone de 14 pares de cromosomas, un conjunto heredado de cada padre. Los dos cromosomas de cada par portan genes casi idénticos, pero puede haber diferencias sutiles si un repertorio de genes diverso beneficia su supervivencia.
Tradicionalmente, cuando se secuencia un genoma, los investigadores fusionan el par de cromosomas. Esto funciona bien para los animales de laboratorio, que normalmente tienen información genética casi idéntica entre el par de cromosomas. Pero para los animales salvajes, donde existe un número considerable de variantes en los genes entre los pares de cromosomas, este método conduce a una pérdida de información.
En este estudio, los investigadores decidieron no fusionar los cromosomas al secuenciar los genomas. En cambio, secuenciaron ambos juegos de cromosomas, un método que es muy poco común. De hecho, es probablemente la primera investigación centrada en invertebrados marinos que utiliza este método.
Como las ostras perleras tienen 14 pares de cromosomas, tienen 28 en total. Los investigadores de OIST, el Sr. Manabu Fujie y la Sra. Mayumi Kawamitsu, utilizaron tecnología de punta para secuenciar el genoma. El otro primer autor, el Dr. Yoshihiko Suzuki, ex becario postdoctoral en Algorithms for Ecological and Evolutionary Genomics de OIST y ahora en la Universidad de Tokio, y el Dr. Takeuchi reconstruyeron los 28 cromosomas y encontraron diferencias clave entre los dos cromosomas de un par: par de cromosomas 9. En particular, muchos de estos genes estaban relacionados con la inmunidad.
«Diferentes genes en un par de cromosomas es un hallazgo significativo porque las proteínas pueden reconocer diferentes tipos de enfermedades infecciosas», dijo el Dr. Takeuchi.
Señaló que cuando se cultiva el animal, a menudo hay una cepa que tiene una mayor tasa de supervivencia o produce perlas más hermosas. Los granjeros a menudo crían dos animales con esta cepa, pero eso conduce a la endogamia y reduce la diversidad genética. Los investigadores encontraron que después de tres ciclos de endogamia consecutivos, la diversidad genética se redujo significativamente. Si esta diversidad reducida ocurre en las regiones cromosómicas con genes relacionados con la inmunidad, puede afectar la inmunidad del animal.
«Es importante mantener la diversidad del genoma en las poblaciones acuícolas», concluyó el Dr. Takeuchi.
Esta investigación fue apoyada por subvenciones del Proyecto de la Institución de Avance de la Investigación de Tecnología Bioorientada, un proyecto de esquema especial sobre investigación y desarrollo avanzados para la tecnología de próxima generación.
Comentario del Prof. Shugo Watabe (Profesor Visitante en la Universidad de Kitasato, profesor emérito de la Universidad de Tokio)
Las perlas cultivadas fueron desarrolladas por primera vez en el mundo hace 130 años por Kokichi Mikimoto en Japón. Incluso hoy en día, son el segundo producto marino más exportado producido en Japón, después de las vieiras. Sin embargo, la historia de la acuicultura de perlas en Japón ha sido una batalla contra las enfermedades en el entorno de la acuicultura. El daño causado por la enfermedad de la decoloración roja, que surgió en 1996, fue particularmente grave. La producción de perlas cultivadas en Japón ha disminuido significativamente. En los últimos años, la industria del cultivo de perlas se enfrenta nuevamente a grandes problemas debido a la propagación de enfermedades causadas por virus. Aunque no se han establecido los detalles de las causas de las enfermedades y las contramedidas, se ha señalado que el cultivo de perlas en Japón puede estar sufriendo un deterioro genético debido a la endogamia de ostras perleras con características superiores, lo que dificulta responder a diversas condiciones ambientales. los cambios y la aparición de patógenos. Los hallazgos de esta investigación han arrojado luz sobre esta preocupación del cultivo de perlas en Japón y son de gran importancia industrial. Además, también se han identificado muchos de los genes implicados en el sistema inmunitario. Esto también proporciona una idea del misterio de la formación de perlas en sí, de por qué las ostras perleras pueden formar una capa nacarada en respuesta a un objeto extraño introducido externamente. Las perlas Akoya producidas por las ostras perleras japonesas atraen a personas de todo el mundo con su brillo único y elegante, que no se ve en las perlas producidas a partir de otras especies de ostras perleras. Se espera que el presente estudio sea el comienzo de la elucidación genética de esta característica.
