Estas son mis notas del segundo día.
Katrin M Dlugosch habla sobre las distribuciones ecológicas de las
especies y de lo difícil que es identificar qué caracteres las explican, qué
caracteres definen el éxito o el fracaso ecológico. Alega que los cambios
ambientales son discretos, por ejemplo al introducir por primera vez una
especie fuera de su área de distribución nativa. Estudia un cardo (
Centaurea solstitialis) que es una mala
hierba de la alfalfa y que fue propagada con ella desde España a América.
Actualmente tiene densidades mayores en América muy superiores a las de la
península y han observado que las poblaciones invasoras han acumulado, por
selección, genes de defensa y metabolismo secundario (
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/mec.13998/full).
Son por tanto candidatos a ser genes de adaptación, y también conocidos por ser
la contraparte a los genes de crecimiento, dado que la planta debe dedicar
recursos a ambas tareas a la vez. Además han observado que cambia la microbiota
de la rizosfera en las áreas nativas y las introducidas. Actualmente está
estudiando si las especias invasoras tienen mayor plasticidad de expresión
génica que las no invasoras, muestreando 7 diferentes familias de plantas y
algunas especies poliploides, comparando DE en ambiente nativo vs ambiente
invadido.
Blake C Meyers habla de phasiRNA,
que son siRNAs secundarios de 21b que funcionan en trans y cis (aunque hay
productos secundarios de 22b). Dependen de una copia del gen Dicer (DCL). Muchos
de ellos tienen como diana motivos de familias de genes NLRs, con el fin de
suprimirlos. En un artículo en Medicado han visto como 5 miRNAs son suficientes
para controlar el nivel de expresión de todos los NLRs. Su hipótesis es que
previenen la autoactivación de estos genes. De esta manera, la evolución del
repertorio de NLRs guía también la diversificación de miRNAs (
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5026261).
Después habla de cómo un phasiRNA producto de DCL5
provoca esterilidad masculina en arroz con un
solo SNP (
http://www.plantcell.org/content/25/7/2400).
Andrew DL Nelson habla sobre la predominancia de los lncRNA en los
genomas de plantas. Son de al menos 200b y tienen potencial codificante bajo.
Presenta el software
https://github.com/Evolinc,
montado sobre
http://www.cyverse.org, para
la anotación de estos RNAs (
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28536600).
Menciona que se conservan más en Fabáceas que en Poáceas por ejemplo, pero en
general menos que los genes que codifican proteínas. También han mirado cómo
les va a los lncRNA tras duplicaciones genómicas, y han observado que en muchos
casos se convierten en pseudogenes.
R Van Velzen habla un proyecto de Wageningen sobre nodulación por
parte de
Rhizobium de raíces de
Parasponia andersoni, una especie no
leguminosa de Indonesia, y la comparan con plantas de
Trema, que no nodulan. Encuentran que las Rosales han perdido la
capacidad de nodular porque los genes relevantes se han perdido o convertido en
pseudogenes en paralelo (
https://www.biorxiv.org/content/early/2017/07/28/169706).
Athanasios Zervas nos habla de los genomas de mitocondrias de plantas
parasíticas, como el muérdago (Viscum
album). Secuenciaron con Illumina las mitocondrias de 38 especies
angiospermas y ensamblaron genes mt (no el cromosoma entero) y observan que la
tasa de sustituciones por sitio es mucho mayor en el muérdago, pero no en las
otras parasíticas. Su resultado más llamativo es que el parasitismo ha
aparecido 11 veces en el árbol de las angiospermas. Menciona de pasada que han
observado RNA editing del gen cox3 en
muérdago.
Steven Kelly (presentado como Mr OrthoFinder) habla de la evolución
de la eficiencia fotosintética (FS) y de cómo el coste de hacer nucleótidos, siendo
las purinas más caras que las pirimidinas, y los codones con o sin purinas
reflejan la cantidad de N en la dieta. Prueban esta hipótesis con bacterias y
eucariotas parásitos y construyen un modelo que para estimar la presión de
selección sobre la composición de codones de un proteoma (
https://github.com/easeward/CodonMuSe,
https://genomebiology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13059-016-1087-9).
Luego se pasa a las plantas y compara cómo diferentes grupos de plantas
necesitan diferentes [N] para fotosintetizar. Usando su modelo pueden predecir
la eficiencia FS de una planta, a partir de su %GC (las más eficientes tienen
más purinas, porque gastan menos en FS).
Como consecuencia, ante el aumento de [CO2]
atmosférico y aumento de la tasa de FS, la tasa de cambio de las secuencias de
DNA de las plantas se acelera y por tanto la especiación.
P Novikova muestra sus resultados sobre polimorfismos compartidos y
únicos entre diferentes especies del género
Arabidopsis
y concluye que las poblaciones actuales de la tetraploide (¿)
A. suecica tienen alelos de al menos 4
fundadores de
A. thaliana (
http://dx.doi.org/10.1038/ng.3617).
Muestra datos que sugieren una coincidencia entre la aparición de las especies
poliploides y los periodos glaciales en Europa (escala: miles de años). Muestra
las adaptaciones de las diferentes especies poliploides: fotosíntesis
(suecica), kamchatica (cold), arenosa (serpentine soils), etc
Ute Kraemer habla de las plantas hiperacumuladoras de metales que
viven en suelos con condiciones extremas, como la perenne
Arabidopsis halleri muestreada en zonas mineras. De hecho,
comprobaron que tolera Zn, Pb y Cd metales en condiciones que matan a
A. thaliana. Cuando comparan el
complemento génico de
A. thaliana y
A. halleri encuentran dos tipos de
mutaciones asociadas a la hiperacumulación que se traducen en transcripción
elevada: i) CNV de genes y ii) polimorfismos en elementos cis (
http://dx.doi.org/10.1186/s12864-016-3319-5).
Muestra datos de evidencia de selección en gen HMA4 (pi y D), presenta en
varias copias conservadas por conversión génica ectópica (
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3758752).
A continuación estudian la variabilidad fenotípica de casi doscientas
poblaciones (K=4-6 aparentemente) de
A.
halleri en Europa central medida en el laboratorio (
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.14219/full).
Cuando hacen GWAS con la [Cd] del suelo de origen encuentran un transportador
HMA asociado de manera significativa. Usan GBS para genotipar.
G Piganeau hace genómica con picofitoplancton, los eucariotas
fotosintéticos de menor tamaño. Muestrea en el golfo de León. LD se estabiliza
en 20kb. Muestra haplotipos muy divergentes, que no se pueden alinear, para el
cromosoma 19 ensamblado, hipervariable. pero que conservan algunos genes
ortólogos. La longitud del chr19 se correlaciona con la resistencia a la
infección de dsDNA virus, pero no parece contener CRISPR repeats con trozos de
esos virus.
I Mayrose presenta una tubería para identificar cambios de
secuencia que explican variación en caracteres discretos específicos. Recuerda
que las herbáceas tienen tasas de sustitución más altas que las leñosas (
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18832643)
como manera de introducir métodos existentes de inferencia a partir de
topologías de árboles que tienen limtaciones que su nuevo método trata de
superar. Para ello necesitas un carácter binario mapeado sobre un árbol de
especies y desarrollan su modelo traitRate (
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28453644).
Lo prueba con la transición a parasitismo de las orquídeas y encuentran SNPs en
RPS8. Necesita como input un árbol, un FASTA de péptidos y otro con caracteres
binarios.
Bob Schmitz habla de metilación de DNA en plantas (5mC), un carácter
con variabilidad variable entre linajes. La enzima MET1 mantiene la metilación
en sitios mCG, sobre todo en el cuerpo del gen. CMT3 mantiene los sitios mCHG,
típicos de heterocromatina, y DRM1/2 los mCHH, de manera dependiente de
transcritos. Hay evidencia (mutantes, filogenias) de que CMT3 es participa en
la metilación del cuerpo génico, que es máxima en el centro del gen y decae
hacia los extremos. Hacen epiRILs para estudiar si se recupera al cruzar
mutantes cmt3 con wt, y tras 8 generaciones ven que no, a pesar de que el
transcrito se expresa perfectamente. Sí observan algunos genes donde se recupera
la metilación, pero es muy lento.
Claudia Kohler habla de los mecanismos epigenéticos de la
especiación de plantas poliploides y de la barrera reproductiva con sus
parentales, que tiene lugar en el endospermo (triploid block,
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20089326).
Muestra ejemplos de genes paternos que se sobreexpresan solamente en los
triploides y que están bajo control del mecanismo de metilación dependiente de
RNA (CHH,
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25217506).
Concluye que la poliploidización es una
vía rápida para la especiación, mucho más rápida que la acumulación de
mutaciones en especies diploides.
WA Ricci estudia sitios cis lejanos en plantas, que en maíz se han
descubierto con MNase-seq, desvelando el genoma activo (1% del total,
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27185945).
Explica varios ejemplos en maíz, entre ellos un
enhancer en el promotor del gen tb1 que se encuentra 11kb aguas
arriba y que se confirma por su patrón de modificación de histonas H3K27.
Después muestra que en maíz, usando los patrones de histonas, se pueden
identificar regiones accesibles de cromatina dentro, cerca (2kb) y lejos de genes transcripcionalmente activos en proporciones similares.
