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España - Investigación

Investigadores del ICM-CSIC diseñan un "reloj epigenético" que permite saber la edad de los peces

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Barcelona 24/01/2020 - Investigadores del Instituto de Ciencias del Mar (ICM-CSIC) de Barcelona han desarrollado un "reloj epigenético" que permite averiguar, analizando una muestra de ADN, la edad de los peces con mayor exactitud que los métodos empleados hasta ahora.

El estudio, liderado por Dafni Anastasiadi y Francesc Piferrer se ha publicado en la revista 'Molecular Ecology Resources', mejora notablemente los sistemas que se usan desde hace más de un siglo para estimar la edad de un pez, como ver el crecimiento de las escamas o los otolitos (unos huesos del oído interno), de forma similar al análisis de los anillos de crecimiento en el tronco de un árbol.

Según ha explicado Anastasiadi, investigadora del ICM-CSIC, "estos métodos no solo requieren tiempo y personal cualificado, sino que además son poco precisos para determinar la edad en algunas especies económicamente importantes, como la merluza o el rape".

"El reloj epigenético es un método más preciso, que puede ser universal para todas las especies de peces y también puede tener aplicaciones para gestionar poblaciones en pesquería y para conservar poblaciones de peces amenazadas", según la investigadora.

La epigenética estudia cómo se integra la información genética y del ambiente para regular la expresión de los genes, y una de las principales marcas de regulación epigenética es la metilación del ADN, un cambio químico singular que regula la expresión de los genes.

La metilación del ADN varía a lo largo de la vida de cualquier animal, lo que puede aportar información diversa, como hallar los patrones de cambio relacionados con la edad.

En vertebrados y aves se conocen estos patrones, lo que ha permitido diseñar "relojes epigenéticos", pero no existía nada similar hasta ahora para peces.

Para conseguirlo, los investigadores del ICM han tenido que superar varias incertidumbres: a diferencia de vertebrados y aves, los peces tienen una composición diferente, son poiquilotermos o "de sangre fría", es decir, su temperatura interna depende del ambiente, y su crecimiento es indeterminado y depende de la temperatura ambiental.

"De hecho, temperaturas muy elevadas pueden acelerar su crecimiento", según la investigadora.

Para encontrar un patrón estable en la metilación de ADN, los científicos analizaron 48 CpG pertenecientes a cuatro genes en muestras de tejido muscular de lubinas europeas (Dicentrarchus labrax) procedentes de una piscifactoría, donde se conoce la edad cronológica exacta de cada pez, lo que ha permitido establecer la correlación.

Aplicando procesos de aprendizaje automático, se ha conseguido desarrollar un reloj epigenético capaz de desvelar la edad de los individuos con exactitud, independientemente de los factores ambientales que pueden alterar el resultado (como es el caso de las elevadas temperaturas, que aceleran el crecimiento).

“El desarrollo del primer reloj epigenético en peces allana el camino para estudios similares en otras especies. Estos relojes pueden ser de gran utilidad para la gestión pesquera y los proyectos de conservación, donde la determinación de la edad es de crucial importancia, concluye Francesc Piferrer, investigador del ICM y coautor del estudio.

Es la primera vez que se pone a prueba este método en peces, que podría desarrollarse como un kit diagnóstico tipo PCR. Tras los resultados exitosos con lubinas, el equipo científico lo está probando en otras especies comerciales como el bacalao.

Para controlar la sobrepesca y conservar las poblaciones en declive, es indispensable tener bien caracterizadas las poblaciones de peces en el océano. Esta caracterización se realiza recopilando una serie de parámetros demográficos, entre los cuales la edad es uno de los más relevantes porque se relaciona con el potencial de supervivencia y reproducción.

En este sentido, el desarrollo de un reloj epigenético en peces supone una herramienta esencial para los estudios de gestión pesquera y dinámica de poblaciones, ya que permiten obtener una representación precisa de la estructura de edad de la población. Además, recientes investigaciones indican que la proporción entre individuos jóvenes y adultos en una población podría ser de particular importancia para predecir la respuesta de estos grupos al cambio climático.

Referencia:
Anastasiadi, D., Piferrer, F. (2019). A clockwork fish: Age prediction using DNA methylation‐based biomarkers in the European seabass. Molecular Ecology Resources. https://doi.org/10.1111/1755-0998.13111

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