En 1925, un perro de trineo llamado Balto fue noticia en todo el mundo cuando se enfrentó a vientos feroces, una tormenta de nieve y el hielo de un río astillado para llevar suero salvavidas a una ciudad aislada de Alaska afectada por la difteria. (Aunque otro perro de trineo, Togo, puede merecer la mayor parte del crédito.) Ahora, los investigadores han reunido una imagen más completa del célebre canino a partir del ADN tomado de la parte inferior de su cadáver disecado y descolorido. Con la ayuda de cientos de genomas recién secuenciados y una extensa base de datos de ADN de perros, pudieron recopilar detalles sobre el tamaño, la apariencia y la resistencia de Balto que no se capturaron en fotografías históricas del famoso canino.
“Incluso con el genoma de un solo individuo, se puede aprender mucho”, dice Nathan Upham, biólogo evolutivo de la Universidad Estatal de Arizona que no participó en la investigación.
El trabajo, divulgado hoy en Ciencia con otros 10 artículos sobre un esfuerzo de secuenciación masivo llamado Zoonomia, habla del poder de tener muchos genomas secuenciados con precisión en el archivo, dice Greger Larson, un genetista evolutivo de la Universidad de Oxford que tampoco participó en la investigación. Él dice que el proyecto permitirá a los científicos evaluar mejor el aspecto, la fisiología y quizás incluso el estado de conservación de las especies basándose en genomas individuales. “La capacidad predictiva es simplemente asombrosa”.
Para el proyecto Zoonomia, investigadores de todo el mundo obtuvieron y compararon secuencias completas de ADN de 240 mamíferos placentarios, desde diminutos murciélagos abejorros hasta ballenas gigantes, y luego compararon todos los genomas para ver qué ADN era el mismo o conservado en todos ellos. a ellos. Este ADN conservado revela genes críticos para la supervivencia de un mamífero, ya que es menos probable que se hayan transmitido desviaciones dañinas. “Podemos aprender cosas emocionantes sobre cómo las especies divergieron y se adaptaron”, dice Beth Shapiro, colaboradora de Zoonomia, paleogenética de la Universidad de California, Santa Cruz.
Pero Shapiro y su postdoctorado, Katie Moon, también querían saber qué podría revelar este nuevo recurso sobre las personas. Entonces, secuenciaron el ADN de una muestra de tejido del tamaño de un borrador de lápiz del vientre blanqueado por el sol de 100 años de edad del Balto de peluche, que se exhibe en el Museo de Historia Natural de Cleveland.
Esa hazaña fue «extraordinaria», dice Elaine Ostrander, genetista de perros del Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano (NHGRI) que no participó en el trabajo. “Nos da una imagen muy clara de los perros que fueron seleccionados para [sled dogs] en ese momento.”
Kathleen Morrill, genetista ahora en Colossal Biosciences, observó qué tan bien el ADN conservado de Balto coincidía con el de otras especies dentro del conjunto de datos de Zoonomia. También comparó su ADN con más de 600 genomas de lobos, coyotes y perros de diferentes razas. Estos incluían razas modernas de perros de trineo como los huskies siberianos, perros de trineo más aislados física y genéticamente en Groenlandia y «perros de aldea»: caninos sin dueño que viven en África, América del Sur y Asia y constituyen el 80% de los perros del mundo.
A partir del ADN de Balto, Morrill, Moon y sus colegas determinaron que era un perro de trineo relativamente pequeño. Con 55 centímetros de hombros, era más pequeño que la mayoría de los perros esquimales siberianos y los malamutes de Alaska, perros de trineo reconocidos más tarde como razas del American Kennel Club. También predijeron que Balto habría tenido una doble capa de pelaje negro punzado con canela; Los perros de trineo modernos tienden a tener una sola capa. Todo esto coincidió y aclaró aún más la apariencia real del perro, dice Moon. “Fue algo que nunca pensé que sería posible”.
El equipo también determinó que Balto tenía algunos genes útiles para digerir el almidón, una innovación útil para vivir entre personas, pero no tantos como las razas de perros más modernas. Además, tenía versiones de genes importantes para desarrollar huesos, músculos y articulaciones fuertes que lo ayudaron a ser tan capaz de tirar de trineos distancias tan largas incluso en pleno invierno.
En el pasado, la caracterización de los rasgos de un individuo en función del ADN, por ejemplo, el cabello rojo de los humanos antiguos, «solo tenía que confiar» en que tenían razón, dice Larson. Con Balto, los científicos realmente saben qué aspecto tenía, dice, por lo que es “un control brillante. Puedes hacer todas estas predicciones que resultan ser absolutamente ciertas”.
Pero el genoma de Balto lleva un mensaje aleccionador para los amantes de los perros de hoy. Al ser el producto de generaciones de apareamiento de diferentes tipos de perros, Balto y sus compañeros eran mucho más exogámicos y tenían más variación genética y menos genes dañinos que las razas de perros modernas. “Convertir perros en razas fue un proceso con consecuencias negativas [that] solo ahora estamos empezando a entender”, dice Mikkel Sinding, paleogenético de la Universidad de Copenhague. Ostrander espera que el conjunto de genes de desarrollo saludable de Balto pueda conducir a pruebas genéticas para la cadera y otros problemas esqueléticos que son muy comunes en algunas razas de perros; también podría guiar a los criadores en su intento de introducir esos genes útiles en sus perros.
Un solo genoma también puede revelar información clave sobre cuán vulnerable es una especie a la extinción, dice Aryn Wilder, genetista de conservación de San Diego Zoo Wildlife Alliance, la organización matriz del Zoológico de San Diego. Un solo genoma puede ser más fácil de obtener que los datos sobre el tamaño de la población, el rango y otros factores ecológicos que ayudan a los investigadores a evaluar si una especie está en problemas, dice.
En un informe separado, Wilder, Shapiro y sus colegas contaron los cambios en las regiones conservadas en cada uno de los genomas de Zoonomia y observaron si cada especie tenía versiones diferentes de varios genes. El primero es un reflejo del número de mutaciones deletéreas; este último proporciona pistas sobre la variación genética de la especie. Mucha variación ayuda a una especie a ser más resistente a factores estresantes como el cambio climático o la pérdida de hábitat.
Wilder escribió un programa de computadora que usó esta y otra información obtenida del genoma, como el tamaño de la población antigua, para predecir la probabilidad de que la especie esté en peligro de extinción. Luego, los investigadores compararon esas predicciones con el estado de la especie designado por la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (UICN).
Las predicciones de la computadora coincidieron estrechamente con esas designaciones, informa hoy el equipo. Había tres especies entre las 240 para las que no había suficientes datos para que la UICN determinara su estado: la rata topo ciega de Oriente Medio (Nanopalax galili), la orca (Orcinus orca), y el ciervo-ratón de Java (Tragulus javanicus). De esos, las orcas corren mayor riesgo, dice Wilder, y deberían ser una prioridad más alta para una evaluación más profunda que los otros dos. “Todavía no hemos llegado al punto de poder decir con un solo genoma cuál es el nivel exacto de amenaza”, dice. “Pero estamos llegando allí”.
Dichos estudios son solo el comienzo del uso de Zoomania, dice Tatiana Feuerborn, paleogenética del NHGRI. «Serán un recurso increíble para futuros estudios». Larson está de acuerdo. “Puedes hacer tipos de análisis que habrían sido impensables hace una década”.
