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Promisorias utilidades a partir de secuenciar el genoma de una araña africana y de la tarántula

7 mayo, 2014
Secuencian el genoma completo de la araña. Por Yuly Jara. elmundo.es. 07/05/14.Investigadores daneses y chinos secuencian por primera vez el genoma de una araña africana y de la tarántula.Las arañas tienen una enorme capacidad para adaptarse a condiciones ambientales extremas, lo que les permite vivir en lugares variados y tan inhóspitos como el desierto o el Ártico. El papel depredador que desarrollan en los distintos ecosistemas que habitan es fundamental a la hora de mantener el equilibrio ecológico de los insectos y evitar las plagas. Tanto para alimentarse como para defenderse, los arácnidos generan una seda más resistente que el acero y un veneno tan tóxico que en algunas especies puede resultar letal para el ser humano. Ambas facultades les ayudan a capturar a presas hasta siete veces más grande que ellos y empleando la mínima energía.
Promisorias utilidades a partir de secuenciar el genoma de una araña africana y de la tarántula
Araña “pollito”
(SerTox)
Arañas 'Stegodyphus mimosarum' momentos antes de devorar a...Arañas ‘Stegodyphus mimosarum’ momentos antes de devorar a su presa PETER GAMMELBY
Ahora, un equipo de investigadores liderado por científicos de la Universidad de Aarhus (Dinamarca) acaba de descifrar la secuencia completa del genoma de una araña africana (Stegodyphus mimosarum) y partes del genoma de una tarántula brasileña (Acanthoscurria geniculate), conocida como tarántula de rodillas blancas por el blanco pelaje que rodea sus articulaciones.
En concreto, los datos recopilados identifican nuevos genes y proteínas involucrados en la generación de la seda y en la producción del veneno que, hasta ahora, eran desconocidos para la ciencia a pesar de que algunos fragmentos de material genético ya habían sido secuenciados en el pasado.
«El estudio identifica nuevas proteínas que probablemente estén involucradas en el proceso de activación de las toxinas del veneno y que aportan nuevos datos sobre la composición de las proteínas de la seda», señala el estudio publicado en la revista Nature Communications.
Un macho (izquierda) y una hembra (derecha) de Stegodyphus mimosarumUn macho (izquierda) y una hembra (derecha) de Stegodyphus mimosarum 
«Lo más novedoso aquí es que se ha conseguido secuenciar el proteoma de un arácnido; es decir, la relación que existe entre los genes y las proteínas», explica el investigador Jordi Moya Laraño de la Estación Experimental de Zonas Áridas -CSIC. «Nunca antes se había encontrado la relación entre tantas proteínas con sus genes. Esta investigación encuentra nuevas asociaciones entre los genes y las proteínas que cumplen una función. En el caso de la araña utiliza la seda de araña para cazar mientras que la tarántula para envolver los capullos», detalla.
Según la investigación, existen al menos «dos tipos de espidroínas, las proteínas que componen la seda». El estudio abre las puertas hacia un mejor conocimiento de la evolución de estos depredadores porque, hasta ahora, las investigaciones habían estado «limitadas» por la «carencia casi completa de la secuencia de ADN de la especie».
El análisis revela que el tamaño de los genomas de ambas especies difiere en gran medida. Mientras la secuencia de la araña africana es similar en longitud a la del ser humano (2.500 millones de unidades básicas, frente a los 3.000 millones del genoma humano), el genoma de la tarántula tiene un tamaño más de dos veces superior (6.500 millones de letras del código genético).
Según los autores, este avance permitirá ir más allá en las investigaciones sobre el uso del veneno y la seda, ya que ambas sustancias tienen especial interés para la industria. Así, el veneno se estudia en los laboratorios debido a sus propiedades estructurales y químicas y a sus posibles aplicaciones farmacológicas tanto para su uso como insecticida como para la producción de posibles antídotos contra determinadas toxinas. «Gracias a estos estos nuevos datos se podrá investigar su uso en la producción de neurotoxinas e insecticidas», señala el informe.
Por otro lado, la elasticidad y resistencia de la seda son de especial interés en el ámbito de la medicina, por ejemplo, en su empleo como material de sutura quirúrgica reabsorbible.
________________________________________________________________________________________Leer relacionado:  El genoma de dos arañas proporciona nueva información sobre la producción de veneno y de seda.Por Cristina G. Pedraz. dicyt.com. 10/06/14, Los científicos han secuenciado el genoma de una araña brasileña y una africana, datos con aplicaciones farmacológicas en el caso del veneno, y en el ámbito de los biomateriales en el caso de la seda.  Investigadores daneses, chinos y saudíes han secuenciado el genoma de dos especies de arañas: la denominada tarántula de “rodillas blancas” brasileña Acanthoscurria geniculado y la araña de terciopelo africana Stegodyphus mimosarum. Los datos obtenidos han aportado información sobre los genes y proteínas implicadas en la producción de veneno y de seda, información que podría ser aplicada en el ámbito de la farmacología en el caso del veneno y de los biomateriales en el caso de la seda.
Así lo pone de manifiesto el equipo científico encabezado por Trine Bilde en un artículo publicado en Nature Communications. Según explican, “las arañas son depredadores de importancia ecológica con un complejo veneno y una seda extraordinariamente resistente que permite la captura de grandes presas”. Las arañas se han convertido en una especie clave para controlar poblaciones de insectos y plagas. Su uso del veneno y de la seda permite someter y atrapar a sus presas de manera eficiente, con unos costes mínimos de energía.
De aquí radica el interés de los científicos en saber más acerca de ellas. Para ello, han secuenciado el genoma y el transcriptoma de estas especies que representan los dos principales grupos taxonómicos de las arañas. “Los genomas de araña son grandes con exones cortos y largos intrones, que recuerdan a los genomas de mamíferos”, aseguran.
El estudio identifica nuevas proteínas que pueden estar implicadas en el procesamiento y la activación de las toxinas en el veneno y proporciona nuevos conocimientos sobre la composición de las proteínas que componen la seda. En este sentido, los investigadores apuntan que los genes del veneno han evolucionado por duplicación secuencial y que el efecto tóxico del veneno es probablemente activado por las proteasas presentes en él. Por otro lado, el conjunto de genes de seda “revela una evolución muy dinámica, con nuevos tipos de genes y proteínas y un nuevo uso de la seca aciniforme”, la que utilizan para envolver a las presas.
Estos resultados pueden utilizarse para promover el uso del veneno en la producción de neurotoxinas e insecticidas y también para nuevos desarrollos en el campo de los biomateriales, empleando las proteínas de seda para crear nuevos materiales.
Habitante del norte de Brasil
La tarántula de rodillas blancas, Acanthoscurria geniculado, vive en el norte de Brasil. Mide entre 8 y 20 centímetros y tiene la particularidad de tener pelo blanco brillante en las articulaciones de sus piernas, lo que contrasta con su cuerpo de pelo negro y sus cerdas urticantes rojas del abdomen. Se alimenta de pequeños animales, tanto insectos como mamíferos, y vive en madrigueras, bajo rocas y árboles en descomposición.  Referencia bibliográfica: Sanggaard, K. W., Bechsgaard, J. S., Fang, X., Duan, J., Dyrlund, T. F., et al. (2014). “Spider genomes provide insight into composition and evolution of venom and silk”. Nature Communications. http://dx.doi.org/10.1038/ncomms4765