viernes, 12 de septiembre de 2014

El genoma de los gibones revela el secreto de su rápida radiación

Distribución geográfica de las especies de gibón utilizados en el estudio.
Distribución geográfica de las especies utilizadas en el estudio. Las fotos corresponden a los individuos cuyo genoma se ha secuenciado. El asterisco indica que ha fallecido.
Los gibones son nuestros parientes hominoideos más lejanos y también los más desconocidos.
Hay relativa confusión sobre las especies y subespecies que componen la familia Hylobatidae, pero está claro que consta de cuatro géneros: Hoolock (38 cromosomas), Hylobates (44), Symphalangus (50), y Nomascus (52).
Dado que esta diversificación es relativamente reciente (6-4 Ma) la tasa de cambio tuvo que ser extraordinariamente grande y la radiación rápida.

Lucia CarboneAlan R. HarrisSante GnerreKrishna R. VeeramahBelen Lorente-GaldosJohn HuddlestonThomas J. MeyerJavier HerreroCristiano RoosBronwen AkenFabio AnaclerioNicoletta ArchidiaconoCarl BakerDaniel BarrellMark A. BatzerKathryn BealAntoine BlancherCraig L. BohrsonMarkus BrameierMichael S. CampbellOronzo CapozziClaudio CasolaGiorgia ChiatanteAndrew CreeAnnette Damert, Pieter J. de JongLaura DumasMarcos Fernández-CallejoPaul FlicekNina V. FuchsIvo GutMarta GutMatthew W. Hahn, Jessica Hernández-RodríguezLaDeana W. HillierRobert HubleyBianca IancZsuzsanna IzsvakNina G. JablonskiLaurel M. JohnstoneAnis Karimpour-FardMiriam K. KonkelDennis KostkaNathan H. LazarSandra L. LeeLora R. LewisYue LiuDevin P. LockeSwapan MallickFernando L. MéndezMatthieu MuffatoLynne V. NazarethKimberly A. NevonenMajesta O'BlenessCornelia OchisDuncan T. OdomKatherine S. PollardJavier QuilezDavid ReichMariano RocchiGerald G. SchumannStephen SearleJames M. SikelaGabriella SkollarArian SmitKemal SonmezBoudewijn ten HallersElizabeth TerhuneGregg WC Thomas, Brygg UllmerMario VenturaJerilyn A. WalkerJeffrey D. Wall, Lutz WalterMichelle C. WardSarah J. WheelanChristopher W. WhelanSimon WhiteLarry J. WilhelmAugust E. WoernerMark YandellBao ZhuMichael F. HammerTomas Marques-BonetEvan E. EichlerLucinda FultonCatrina FronickDonna M. MuznyWesley C. WarrenKim C. Worley, Jeffrey RogersRichard K. Wilson y Richard A. Gibbs presentan el genoma de un Nomascus leucogenys (gibón de mejillas blancas). Además han obtenido el genoma de dos individuos de cada género mediante clonación al azar y el exoma de alta cobertura de datos de dos individuos con el fin de obtener modelos de error para los polimorfismos de un solo nucleótido (SNPs).
  • Uno de los mecanismos responsables de la plasticidad del genoma de los gibones es un retrotransposón específico (LAVA).
    • El genoma gibón muestra un número significativamente mayor de reordenamientos a gran escala que humanos, chimpancés, gorilas, orangutanes, macacos rhesus y titíes. Sin embargo, el número de pequeños reordenamientos es comparable con el de las otras especies. La alta tasa de reordenamientos cromosómicos puede deberse a la terminación prematura de la transcripción inducida por genes LAVA, en un nivel lo suficientemente bajo para ser compatible con la vida, pero suficiente para aumentar la frecuencia de errores de la segregación cromosómica.
  • Los gibones experimentaron una radiación casi instantánea hace ca 5 Ma.
    • Una combinación de aislamiento geográfico y barreras reproductivas post-apareamiento aceleró la radiación. La elevación de la meseta de Yunnan y la subida del nivel del mar causaron la fragmentación y fusión de los bosques tropicales y subtropicales y ciclos de compresión y expansión del hábitat.
    • Las dos subfamilias más antiguas, LAVA_A1 y LAVA_A2, se originaron hace ~18 Ma y hace ~17 Ma, respectivamente. Suponiendo que la separación con los macacos se produjo hace unos 29 Ma, la divergencia de los gibones con el linaje ancestral humano debió suceder hace unos 16,8 Ma, coinciendo con la aparición de LAVA.
    • La separación de los Hylobates debió ocurrir hace unos 1,5 Ma.
  • Se identificaron firmas de selección positiva en genes importantes para la braquiación y la adaptación de los gibones a su hábitat arbóreo
    • TBX5, necesario para el desarrollo de todos los elementos de las extremidades anteriores.
    • COL1A1, tejidos conectivos, cadenas pro-alfa1 de colágeno tipo I, el formador de fibrillas de colágeno que es la proteína principal de los huesos, los tendones y los dientes.
    • CHRNA1, precursor de la subunidad alfa de receptor de acetilcolina, que participa en la contracción del músculo esquelético.
    • Estos genes no se han seleccionado positivamente en otros primates.
    • CHAD, el gen condroadherina, que codifica para una proteína de la matriz del cartílago, se duplica específicamente en todos los géneros.
Gibones
Filogenia y demografía de los gibones