Evolución poligénica de una compensación de especialización del azúcar en la levadura

Área de la Ciencia:

• La genética evolutiva
• Biología molecular
• Genética de la levadura

Sus antecedentes:

• Los nuevos rasgos evolucionan a través de numerosas mutaciones genómicas, lo que plantea desafíos para la detección, especialmente para los alelos antiguos.
• Comprender las complejas compensaciones evolutivas requiere diseccionar intrincadas arquitecturas genéticas.

Objetivo del estudio:

• Para diseccionar un intercambio evolutivo complejo sin precedentes entre especies de levaduras divergentes.
• Investigar las bases genéticas del retraso en el metabolismo de la galactosa en Saccharomyces cerevisiae.

Principales métodos:

• Análisis comparativo de Saccharomyces cerevisiae y Saccharomyces bayanus en el medio glucosa-galactosa.
• Ingeniería genética (transgenesis) de genes GAL (promotores y regiones codificantes) entre especies.
• Análisis fenotípico del crecimiento y la expresión génica.

Principales resultados:

• Saccharomyces cerevisiae presenta un retraso en el metabolismo de la galactosa en comparación con S. bayanus.
• El trasplante de promotores de genes GAL de S. cerevisiae en S. bayanus recapituló en gran medida el retraso.
• Tanto las variaciones del promotor GAL como las de la región codificante contribuyeron al fenotipo, y las regiones codificantes causaron defectos de crecimiento cuando se combinaron.
• Los genes GAL de S. cerevisiae confieren un programa regulador para la inducción y la represión lentas, lo que afecta la aptitud durante las transiciones de glucosa.

Conclusiones:

• El mapeo genético de fenotipos complejos es alcanzable, incluso en especies profundamente divergentes.
• La red reguladora de genes GAL en S. cerevisiae proporciona un modelo para la evolución de rasgos complejos.
• Los alelos específicos del gen GAL confieren tanto daños como beneficios para la aptitud dependiendo de las condiciones ambientales.