¿Hologenoma o Genoma?

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¿Cómo describimos el componente genético que define a un individuo? Podríamos pensar que basta con analizar el material genético que encontrásemos en las células del sujeto, pero pronto veríamos que incluso entre las células del mismo individuo hay diferencias. Diferencias debidas a mutaciones, recombinaciones y otros procesos que pueden llevar a la coexistencia de diferentes genomas en un mismo organismo. Y no sólo es eso, si además pensamos en los genes que contienen todas esas células bacterianas que habitan, o mejor dicho conviven con nuestras células humanas, la cosa se complica bastante. Las bacterias que viven en el cuerpo de un ser vivo sin ser patógenas, forman el llamado microbioma, el cual influye directa e indirectamente no sólo en la salud sino también en el desarrollo de sujeto en el que se hospedan. Por ello cada vez más gente afirma que no podemos evaluar el fitness de un individuo como un solo genoma, debemos considerar todos los genomas asociados, y a este conjunto de genomas es a lo que se conoce como: hologenoma.

Voy a repetirlo de forma más simple y condensada para que nadie se pierda. Por ejemplo, para el caso humano tendríamos las células eucariotas que componen nuestro cuerpo (hospedador), cuyo conjunto de genes comprenderían el genoma. Luego tendríamos muchos microorganismos viviendo tanto en nuestra piel, como en nuestro intestino, boca, nariz, etc. A estos microorganismos las llamamos microbiota. Y a los genes que portan los conocemos como microbioma. A la suma de nuestro cuerpo y nuestra microbiota la llamamos holobionte, a todos sus genomas juntos es a lo que llamamos hologenoma. El hologenoma implica que evolutivamente la selección no actúa sobre el individuo, sino que lo hace sobre el hospedador y su microbiota, aplicable desde animales a plantas.

Eugene Rosenberg y Ilana Zilber-Rosenberg fueron los primeros en introducir el concepto de hologenoma asegurando que el holobionte debería ser considerado a nivel de selección, evolución y especiación, dejando de lado el anticuado concepto de “individuo”. Sin embargo otros investigadores consideran que el concepto de hologenoma no tiene utilidad a la hora de investigar, siendo más útil tomar al hospedador como un ecosistema en el que conviven microorganismos que establecen distintas relaciones. En ambas aproximaciones no queda claro cómo o quién afecta más, si el conjunto a las partes, o las partes al conjunto. ¿Puede una presión selectiva sobre una especie de la microbiota afectar al holobionte completo?, ¿evoluciona por separado el coral y su alga simbionte?

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La influencia de la microbiota es muy importante, ¿pero cuánto? Veamos algunos ejemplos para hacernos una idea. Las bacterias de la microbiota pueden manipular las feromonas de algunos insectos, influyendo en la elección de pareja. Pueden incitar batallas o ser indicativos de enfermedades, cambiando relaciones individuales y grupales. En ratones se ha visto que las bacterias intestinales modulan la expresión de cientos de genes responsables del desarrollo encefálico. Además se sabe que los metabolitos producidos por algunas bacterias son capaces de atravesar la barrera hematoencefálica, afectando a procesos cognitivos en humanos. Todo ello, modifica de forma clara y directa el fitness del hospedador.

Quizás te preguntes sobre la heredabilidad del hologenoma… Y es que para que el microbioma juegue un papel en la evolución, no sólo el genoma del hospedador debe ser heredable, también los genomas individuales de los microorganismos simbiontes deben ser transmitidos, dando así forma al hologenoma. Y ocurre, se ha demostrado que el microbioma se transmite entre progenitores y descendencia por varios métodos. Tenemos casos de herencia citoplasmática (os sonará el caso de las mitocondrias). También a través de los huevos y la coprofagia en insectos. O más cercano al caso humano por contacto directo, durante y tras el nacimiento. Ya sea al pasar por el canal del parto, la estancia en el propio útero o durante la lactancia materna. Por cualquiera de estas vías, los microorganismo de nuestros progenitores acaban formando parte de nosotros.

Escribiendo esto no puedo dejar de pensar en esta entrada, habla sobre transplante de microbiota fecal. De cómo dando parte de la microbiota sana se pueden curar enfermedades intestinales crónicas. Si lo pensáis al transplantar la microbiota intestinal, estamos llevando parte del microbioma de un individuo a otro, haciendo algo que se conoce como transferencia horizontal. La transferencia horizontal es la forma de “sexualizar” de las bacterias. Cuando los animales y las plantas procrean están “intercambiando ADN” y formando un nuevo ser compuesto de un mix de ambos, esa transferencia de ADN es vertical, de progenitores a descendencia. Sin embargo las bacterias al no tener descendencia propiamente dicha, intercambian directamente el ADN entre ellas. Por eso se llama transferencia horizontal.

Pues bien, es sólo un pensamiento en voz alta…pero, ¿no os parece que un transplante de microbiota intestinal es una forma de transferencia horizontal entre individuos? Pasamos la microbiota con su microbioma de una persona a otra. Sabemos que muy probablemente este microbioma pasará a formar parte del hologenoma de quien recibió la donación, y que a diferencia de la donación de un riñón u otro órgano, el microbioma pasará a la siguiente generación. ¿Qué opináis?

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