En plena pandemia causada por el nuevo coronavirus SARS-CoV-2, que ha afectado a todo el planeta y que proviene de un murciélago, pareciera no ser muy buen contexto para informar sobre estos pequeños mamíferos voladores; sin embargo, el conocimiento de su genoma es de gran utilidad para la humanidad, ya que permite entender por qué resisten el embate de virus que para otros mamíferos resultan letales.
Un equipo de 29 científicos de 8 países que integran el Consorcio Global Bat1K (bat1k.com) secuenció el genoma de seis especies de murciélagos que explican la base genética de la adaptación y evolución de estos fascinantes animales, como el origen de su ecolocalización, su capacidad para ralentizar el envejecimiento, así como su resistencia a los coronavirus, al Ébola y al cáncer, etc.
El desciframiento genético dado a conocer en la revista Nature de esta semana es altamente preciso, diez veces más completo que cualquier genoma de murciélago publicado hasta la fecha, y permite descubrir los rasgos que hacen únicas a las mil 421 especies de murciélagos que existen en el planeta.
El ADN analizado arrojó entre 19 mil 122 y 21 mil 303 genes de las siguientes especies: mayor de herradura (Rhinolophus ferrumequinum); egipcio de la fruta (Rousettus aegyptiacus); nariz de lanza (Phyllostomus discolor); ratonero grande (Myotis myotis), de borde claro (Pipistrellus kuhlii) y el mastín común (Molossus molossus).
“Con estos genomas ahora podemos entender mejor cómo los murciélagos han evolucionado el vuelo y la ecolocalización”, señala Emma Teeling, del University College de Dublín, cofundadora de Bat1K y autora principal de la investigación. “Son las herramientas necesarias para identificar las soluciones genéticas desarrolladas por los murciélagos que, en última instancia, podrían aprovecharse para aliviar el envejecimiento y las enfermedades humanas”.
El equipo de científicos utilizó nuevas tecnologías de secuenciación como el software Genome Alignments (TOGA), que les permitieron descifrar entre el 96% y el 99% del ADN y generar nuevos métodos para ensamblar las piezas en el orden correcto para reconstruir e identificar los genes a nivel de cromosoma, con una calidad similar a la que ahora se tiene del genoma humano.
Los especialistas compararon estos genomas del murciélago con otros 42 mamíferos para observar los cambios genómicos que contribuyeron a sus adaptaciones. Para ello, buscaron las diferencias genéticas e identificaron regiones del genoma que han evolucionado de manera diferente con la pérdida y/o ganancia de genes que pudieron conducirlos a obtener esos rasgos únicos, por ejemplo, la explicación de su tolerancia a las infecciones de coronavirus –aspecto particularmente relevante dada la pandemia de COVID-19–, que podría proporcionar información útil para enfrentar al nuevo coronavirus y futuras pandemias.
Los murciélagos (Chiroptera) representan aproximadamente el 20% de todas las especies de mamíferos existentes y se encuentran distribuidos por todo el mundo, ocupando con éxito diversos nichos ecológicos, gracias a un conjunto extraordinario de adaptaciones a lo largo de la evolución, que incluye el vuelo, la ecolocalización laríngea en total oscuridad, el aprendizaje vocal, su excepcional longevidad y un sistema inmune único que permite a los murciélagos tolerar mejor los virus.
“Estos genomas proporcionan una base para la experimentación y los estudios evolutivos de las fascinantes habilidades y propiedades fisiológicas de los murciélagos”, dice Eugene Myers, Director del Instituto Max Planck de Biología y Genética Celular Molecular.
Los genomas de alta calidad son cruciales para comprender la base molecular y la evolución de sus características espectaculares, por ejemplo, se observó que el murciélago posee una mayor diversidad genética que otras especies, y que contiene la información de “virus fosilizados” que evidencian su sobrevivencia a infecciones virales pasadas, una especie de registro genómico de su tolerancia histórica a los virus.
Además, los científicos encontraron expansiones de genes antivirales (APOBEC3), una selección única de genes inmunes y la pérdida de genes reguladores proinflamatorios (NF-kB). Estos cambios pudieron contribuir a la inmunidad excepcional de los murciélagos y a su tolerancia a los coronavirus.
Observaron varias regiones reguladoras no codificantes una serie de genes que provienen desde una rama ancestral que pueden controlar innovaciones evolutivas clave, como los cambios en los genes auditivos que contribuyeron al desarrollo de la ecolocalización, que los murciélagos usan para cazar y navegar en completa oscuridad.
Los resultados también permitieron abordar la cuestión no resuelta de dónde se encuentran los murciélagos dentro del árbol genealógico de los mamíferos. Con el uso de métodos filogenéticos novedosos y conjuntos de datos moleculares completos, el equipo encontró que están más estrechamente relacionados con un grupo llamado Fereuungulata que incluye carnívoros como los perros, gatos y focas, entre otros, así como pangolines, ballenas y ungulados (mamíferos con pezuñas).
Estos hallazgos también permiten abrir nuevas líneas de investigación relevantes con la salud y la enfermedad humanas, como el entendimiento y combate de la COVID-19.
