Los animales de las primeras ramas del árbol de la vida, como las medusas y las esponjas marinas, desafían las convenciones habituales del envejecimiento. Algunas muestran habilidades para regenerar tejidos dañados o faltantes, detener o revertir el envejecimiento y, en el caso de al menos una especie de medusa, muestran una forma de "inmortalidad". Un nuevo estudio de investigadores de la Universidad de California, Davis y la Escuela de Medicina de Harvard analiza en detalle un grupo de proteínas llamadas sirtuinas, vinculadas a la protección contra el daño celular y el envejecimiento, en estos animales y en el resto del reino animal. El trabajo fue publicado el 6 de septiembre en Molecular Biology and Evolution .

David Gold, profesor asistente en el Departamento de Ciencias Planetarias y de la Tierra, Facultad de Letras y Ciencias de UC Davis; y David Sinclair, Escuela de Medicina de Harvard, se dispusieron a reconstruir la evolución de las sirtuinas con especial atención a los animales poco estudiados en las primeras ramas de la vida.

"La gran conclusión es que hubo una radiación de sirtuinas al principio de la evolución animal, con una cantidad sustancial de pérdida con el tiempo. Si solo observa organismos modelo (es decir, levadura, gusanos redondos, moscas de la fruta, mamíferos) parece como si el número de sirtuinas ha aumentado a lo largo del tiempo evolutivo. Pero describimos múltiples sirtuinas que no han sido reconocidas previamente, que se encuentran principalmente en animales de ramificación temprana como medusas, anémonas de mar y esponjas de mar", dijo Gold.

El laboratorio de Sinclair ayudó originalmente a descubrir la conexión entre la sirtuina y el envejecimiento en la levadura y las conexiones entre las proteínas de la sirtuina y la longevidad en los mamíferos.

"Una de mis especialidades es reconstruir la evolución de las familias de genes en escalas de tiempo prolongadas. Así que sugerí que examináramos la distribución de sirtuinas en los primeros animales para ver si existe alguna correlación entre las copias de sirtuinas y su longevidad inusual", dijo Gold.

Se han identificado más de 15.000 proteínas sirtuinas en más de 6.000 especies de seres vivos. Las sirtuinas participan en el metabolismo del dinucleótido de nicotinamida y adenosina, o NAD, que desempeña un papel central en el metabolismo energético, la reparación del ADN y otros procesos vitales dentro de las células. Las sirtuinas y NAD están involucradas en dos vías principales, cada una de las cuales involucra una proteína diferente, NAMPT o PNC1. Las vías NAMPT se encuentran en mamíferos y bacterias, mientras que PNC1 se encuentra en moscas de la fruta, levaduras y gusanos redondos. Sumado a esto, la mayoría de los eucariotas tienen múltiples versiones de sirtuina.

Las sirtuinas aparecen temprano en la evolución

Debido a que son tan vitales, las sirtuinas, NAMPT y PNC1 deben haber aparecido muy temprano en la evolución de la vida. Pero desde entonces, han pasado por muchos cambios y variaciones en las distintas ramas de la vida.

Gold y Sinclair buscaron proteínas de tipo sirtuina de diferentes animales en bases de datos públicas y las ensamblaron en un árbol evolutivo. Se centraron en los primeros filos de animales ramificados:Porifera (esponjas de mar), Ctenophora (medusas peine), Placozoa (animales parecidos a amebas) y Cnidaria (anémonas de mar, corales, medusas e hidras).

Los investigadores descubrieron múltiples sirtuinas nuevas, principalmente en los primeros animales ramificados. Descubrieron que el último ancestro común de todos los animales tenía al menos nueve sirtuinas. Desde ese tiempo lejano, ha habido un patrón complejo de ganancias y pérdidas. Nuevos genes de sirtuina formados a partir de duplicaciones de los antiguos. Algunas familias de proteínas desaparecieron en un linaje de animales, pero se mantuvieron en otros hasta el día de hoy.

Los primeros animales tenían genes tanto para NAMPT como para PNC1, pero estos han desaparecido repetidamente de los linajes. No parece haber ningún patrón claro de por qué un grupo moderno de animales pierde o retiene, o por qué tiene algunas familias de proteínas sirtuinas pero no otras, dijo Gold. Tampoco parece haber un vínculo directo entre una familia de sirtuinas en particular y la longevidad, dijo. Sin embargo, el descubrimiento de genes adicionales de sirtuinas en animales de ramificación temprana es emocionante y podría desempeñar un papel clave en su longevidad y estrategias únicas de historia de vida.

"Aún no sabemos cuál es la conexión entre estas copias adicionales del gen de la sirtuina y las historias de vida inusuales de los primeros animales ramificados. Ese es el siguiente paso", dijo Gold. + Explora más

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