Una nueva secuencia del genoma de alta definición del pepino de mar proporciona información molecular sobre su capacidad para regenerarse, según un nuevo estudio publicado el 12 de octubre en la revista de acceso abierto PLOS Biología por Xiaojun Zhang, Lina Sun, Hongsheng Yang y Jianhai Xiang, del Instituto de Oceanología, Academia china de ciencias, y colegas. La secuencia del genoma también ayuda a explicar por qué el pepino de mar tiene una estructura esquelética tan radicalmente diferente a la de otros miembros del filo del equinodermo. y puede ser útil para comprender la evolución del reino animal.

Los pepinos de mar forman una clase de equinodermos, un filo que también incluye erizos de mar y estrellas de mar ("estrella de mar"). Los equinodermos y cordados (un filo estrechamente relacionado que incluye a los humanos) comparten una característica que los distingue de la mayoría de los demás animales:son los llamados deuterostomas, en el que el ano, en lugar de la boca, formas primero en desarrollo. Los pepinos de mar son únicos entre los equinodermos por no tener un exoesqueleto de calcio endurecido, y en su capacidad de regenerar partes del cuerpo y vísceras dañadas o perdidas en mucha mayor medida que los erizos de mar o las estrellas de mar.

Para explorar los fundamentos genéticos de estas características, y para comprender mejor la evolución de los deuterostomas, los autores realizaron una secuenciación genómica de alta definición del pepino de mar Apostichopus japonicus (también conocido como pepino de mar japonés), cubriendo aproximadamente el 92% de sus 880 megabases estimadas de ADN, incluyendo más de 30, 000 genes.

Al comparar el genoma de A. japonicus con el de otros organismos, los autores encontraron evidencia de que los equinodermos se separaron de los hemicordados (un pequeño grupo de deuterostomas marinos que incluye a los gusanos de bellota) hace unos 533 millones de años y los pepinos de mar se separaron de otras clases de equinodermos hace unos 479 millones de años. Los autores demostraron que, si bien el genoma del erizo de mar incluye 31 genes para la biomineralización, crítico para formar un esqueleto calcificado, el pepino de mar tiene solo siete de esos genes. También encontraron que el pepino de mar expresó estos genes de biomineralización en niveles mucho más bajos durante el desarrollo. probablemente explicando sus cuerpos más blandos en comparación con los erizos de mar.

Como estrategia para ahuyentar a los depredadores, los pepinos de mar pueden expulsar sus vísceras, que luego pueden regenerar en varias semanas. Los autores encontraron un grupo de genes duplicados, llamados genes similares a PSP94, que se expresaron específicamente en los intestinos en regeneración del pepino de mar, que no tenía genes correspondientes en otros equinodermos, lo que sugiere que estos genes pueden ser cruciales para la capacidad de los animales de regenerar rápidamente sus vísceras. Un segundo grupo de genes, llamadas proteínas relacionadas con el fibrinógeno, también fueron duplicados y altamente expresados ​​durante la regeneración, lo que indica que probablemente también contribuyan a esta capacidad.

"El pepino de mar es un modelo animal particularmente prometedor para la medicina regenerativa, "dijo Xiang, y la disponibilidad de su genoma debería ayudar a los esfuerzos para estudiar la biología de la regeneración y determinar si el recrecimiento del equinodermo puede ofrecer conocimientos que se puedan aplicar a la medicina humana. "Nuestros hallazgos también deberían facilitar la comprensión de los requisitos para la utilización sostenible y la reproducción eficaz de equinodermos, en apoyo de la industria del pepino de mar de alto valor, que incluye su uso como fuente de alimentación y medicina tradicional china.