Notícies
Inici  >  Notícies > Proposta d’una nova nomenclatura universal per als gens oxitocina i vasotocina...

Proposta d’una nova nomenclatura universal per als gens oxitocina i vasotocina

La publicació forma part de la tesi doctoral de Constantina Theofanopoulou, realitzada a la UB sota la codirecció de Cedric Boeckx, investigador ICREA de l’Institut de Recerca de Sistemes Complexos de la UB (UBICS), i d’Erich D. Jarvis, professor de la Universitat Rockefeller.

La publicació forma part de la tesi doctoral de Constantina Theofanopoulou, realitzada a la UB sota la codirecció de Cedric Boeckx, investigador ICREA de l’Institut de Recerca de Sistemes Complexos de la UB (UBICS), i d’Erich D. Jarvis, professor de la Universitat Rockefeller.

L'estudi ha analitzat i comparat el genoma de 35 espècies dels principals llinatges de vertebrats.

L'estudi ha analitzat i comparat el genoma de 35 espècies dels principals llinatges de vertebrats.

27/04/2021

Recerca

L’oxitocina i l’arginina vasotocina (o arginina vasopressina) són dues hormones del sistema endocrí que actuen també com a neurotransmissors i que regulen en els vertebrats una àmplia gamma de funcions biològiques, com la formació de vincles o la pressió arterial. Els bioquímics de l’era pregenòmica van anomenar els gens que contenen la informació necessària per sintetitzar aquestes hormones de manera diversa en diferents espècies animals, a causa de petites diferències en la seva composició química. Un nou estudi de la Universitat de Barcelona i la Universitat Rockefeller, publicat a la revista Nature, ha analitzat i comparat el genoma de 35 espècies dels principals llinatges de vertebrats i ha arribat a la conclusió que les dues hormones són codificades per una mateixa família de gens que provenen d’un gen ancestral comú.

Aquestes troballes s’han obtingut gràcies a l’ús d’innovadores tècniques de seqüenciació genòmica d’alta qualitat en el marc del Vertebrate Genomes Project. A partir d’aquí, els investigadors proposen una nova nomenclatura universal basada en la història evolutiva genètica. Segons els autors de l’estudi, la proposta permet unificar els diferents noms utilitzats en els vertebrats, tant per als gens que codifiquen les hormones com per als que codifiquen els seus receptors, la qual cosa facilitaria la recerca comparativa entre espècies.

La publicació forma part de la tesi doctoral de Constantina Theofanopoulou, realitzada a la UB sota la codirecció de Cedric Boeckx, investigador ICREA de l’Institut de Recerca de Sistemes Complexos de la UB (UBICS), i d’Erich D. Jarvis, professor de la Universitat Rockefeller.

Confusió terminològica entre espècies

Aquest estudi sorgeix dels problemes que va trobar la primera autora del treball, Constantina Theofanopoulou, per investigar sobre el paper del gen oxitocina en el desenvolupament i l’evolució del llenguatge en els ocells cantaires. «En revisar la bibliografia científica per trobar treballs previs sobre l’oxitocina, ens vam adonar que per als ocells no s’utilitzava el mateix terme, sinó mesotocina, i que també era diferent en altres espècies de vertebrats, com ara les tortugues (isotocina) o les granotes (neurofisina). Ni feien servir aquesta denominació ni tampoc coincidia el nom dels seus receptors, de manera que era molt difícil saber si aquests gens tenien el mateix paper o fins i tot si es tractava del mateix gen o d’un altre», recorda Constantina Theofanopoulou.

En aquest context, els investigadors es van marcar com a objectiu establir quins gens eren equivalents a oxitocina en les diferents espècies. Per fer-ho, van utilitzar els resultats del Vertebrate Genomes Project, una col·laboració internacional liderada per Erich Jarvis, de la Universitat Rockefeller. En la seva primera fase, aquest projecte internacional ha analitzat els genomes d’espècies que representen tots els ordres de vertebrats mitjançant mètodes de seqüenciació genètica d’una resolució sense precedents. «La majoria dels genomes actuals tenen centenars de milers o milions d’errors, hi falten parts de gens o estan assemblats incorrectament. Aquests errors poden tenir conseqüències en les troballes i avenços científics», explica la investigadora.

Aquestes noves dades d’alta qualitat han permès no només localitzar cada gen en el cromosoma, sinó també establir l’ordre dels gens del seu entorn, estudiats en finestres de fins a seixanta gens al voltant del gen d’interès, o fins i tot de tots els gens del cromosoma on han trobat aquest gen. Aquesta informació és molt important a l’hora de comparar gens entre espècies, ja que l’ordre gènic en el cromosoma permet identificar la presència d’un gen en la història evolutiva d’un organisme, encara que hagi desaparegut al llarg del temps.

Gens amb un ancestre comú

Aquests resultats, juntament amb els d’altres anàlisis filogenètiques realitzades durant l’estudi, demostren que els gens que actualment anomenem oxitocina i vasotocina —que codifiquen per a les hormones homònimes— són paràlegs, és a dir, que provenen de la duplicació d’un ancestre comú. «La totalitat de les troballes suggereixen que el gen oxitocina és una duplicació del gen vasotocina —tradicionalment anomenat vasopressina— que hauria tingut lloc després de la divergència dels vertebrats amb mandíbules respecte dels vertebrats sense mandíbules. Això implica que, si haguéssim entès l’evolució d’aquests gens des del principi, no hauríem fet servir noms diferents per denominar-los, tal com passa en altres famílies de gens que tenen un nom arrel comú (per exemple, el gen FOXP) al qual s’afegeixen nombres per diferenciar-los (FOXP1, FOXP2...)», subratlla Constantina Theofanopoulou.

Basant-se en aquestes troballes, els investigadors proposen una nomenclatura universal en la qual els noms d’oxitocina i vasotocina s’utilitzin en tots els vertebrats amb mandíbules, mentre que en tots els vertebrats sense mandíbules i invertebrats estretament relacionats s’utilitzi vasotocina per a l’únic gen ancestral que tenen. Així, en aquesta proposta l’origen comú dels dos gens es representaria a través del sufix compartit, -tocina, mentre que la diferenciació després de la duplicació es transmetria a través de diferents noms d’arrel oxi- i vaso-. Seguint aquestes directrius, el que actualment s’anomena en diferents espècies oxitocina, mesotocina, isotocina, glumitocina, valitocina, aspartocina i neurofisina, amb la nova nomenclatura passaria a ser només oxitocina universalment. I el que actualment en diferents espècies s’anomena vasotocina, vasopressina, neurofisina 2 i fenipressina, amb la nova nomenclatura passaria a ser només vasotocina en totes les espècies.

La proposta també inclouria els receptors dels dos gens, de manera que en totes les espècies passarien a anomenar-se receptors d’oxitocina (OTR) o receptors de vasotocina (VTR). D’aquesta manera, el que es coneix comunament com a receptor d’oxitocina (OXTR) en mamífers, receptor de vasotocina 3 (VT3) o receptor de mesotocina (MTR) en aus i granotes, i receptor d’isotocina (ITR) en peixos, passaria a anomenar-se en tots els casos receptor d’oxitocina (OTR).

Història evolutiva de l’oxitocina i la vasotocina

L’estudi també ha identificat sis receptors principals d’oxitocina i vasotocina entre els vertebrats, quatre d’ells presents en els vertebrats sense mandíbules i dos més per primera vegada presents en vertebrats amb mandíbules. Aquest patró implicaria que l’evolució des dels invertebrats fins ara és més probable que s’hagi produït per una duplicació del genoma complet i diverses duplicacions de segments del genoma, en lloc d’haver-se produït per dues duplicacions completes, com defensava la hipòtesi més estesa, tot i que els investigadors no descarten del tot aquesta alternativa.

Segons el nou estudi, es tracta de la segona vegada que es troben evidències d’aquest tipus d’història evolutiva en una família de gens. «Per complir la hipòtesi de les dues duplicacions completes, amb la primera duplicació del genoma hauríem de passar de tenir dos receptors en les mixines —un peix àgnat que estaria en el límit dels vertebrats— a quatre en les llamprees, que és com els trobem. Però posteriorment, amb la segona ronda de duplicacions, hauríem de trobar vuit receptors a la resta de vertebrats. No obstant això, en comparar les diferents espècies de vertebrats, només hi hem trobat un màxim de sis receptors, i cap rastre genòmic de pèrdua de gens, de manera que l’explicació més probable és que no hi ha hagut una segona duplicació global del genoma, sinó duplicacions de segments que han donat lloc als dos receptors més recents», detalla la investigadora.

El pas següent seria aconseguir l’adopció d’aquesta nova nomenclatura basada en la història evolutiva dels gens. «És la primera vegada que s’intenta un canvi tan universal que afecta tants gens i de diferents espècies. No obstant això, tant si s’adopta la nostra proposta com si no, els investigadors disposaran d’una guia sobre les equivalències genètiques entre espècies que els facilitarà la feina», conclou Constantina Theofanopoulou.

Referència de l’article:

Theofanopoulou, C.; Gedman, G.; Cahill, J. A.; Boecks, C. i Jarvis, E. D. «Universal nomenclature for oxytocin-vasotocin ligand and receptor families», Nature, abril de 2021. Doi: 10.1038/s41586-020-03040-7

 

Comparteix-la a:
| Més |
  • Segueix-nos:
  • botó per accedir al facebook de la universitat de barcelona
  • botó per accedir al twitter de la universitat de barcelona
  • botó per accedir a l'instagram de la Universitat de Barcelona
  • botó per accedir al linkedin de la Universitat de Barcelona
  • botó per accedir al youtube de la universitat de barcelona
  • botó per accedir al google+ de la universitat de barcelona
  • ??? peu.flickr.alt ???
Membre de la Reconeixement internacional de l'excel·lència HR Excellence in Research logo del ∞ - League of European Research Universities logo del bkc - campus excel·lència logo del health universitat de barcelona campus

© Universitat de Barcelona