Laboratorio de Ecología Molecular, vanguardia en marcaje genético
Por Karla Navarro
Ensenada, Baja California. 22 de febrero de 2017 (Agencia Informativa Conacyt).- Identificar especies marinas y su variabilidad mediante procesos de vanguardia en los que se utilizan marcadores genéticos es la herramienta que ofrece a investigadores y estudiantes el Laboratorio de Ecología Molecular de la Facultad de Ciencias Marinas de la Universidad Autónoma de Baja California (UABC).
Los trabajos que se desarrollan en el laboratorio siguen tres líneas principales de investigación: ecología molecular, fisiología molecular y genética forense, líneas de estudio con las que el laboratorio contribuye a través de la extracción de información genética —principalmente— de especies marinas endémicas de la región.
En entrevista con la Agencia Informativa Conacyt, el doctor Luis Enríquez Paredes, profesor investigador de la Facultad de Ciencias Marinas de la UABC y responsable del laboratorio, explicó que el marcaje genético se ha convertido en pieza clave de programas, como el del repoblamiento de totoaba (Totoaba macdonaldi) en el Alto Golfo de California.
Agencia Informativa Conacyt (AIC): ¿Cuál es el procedimiento que se sigue para identificar una especie a través de marcadores genéticos?
Luis Enríquez Paredes (LEP): El procedimiento que seguimos con todo tipo de muestra es muy similar. Primeramente se extrae y se purifica el ADN. Luego se hacen miles de copias de regiones específicas de las que obtenemos su secuencia de nucleótidos. Estas regiones nos sirven para identificar, de acuerdo con lo que está disponible en bases de datos genéticos de acceso público, el porcentaje de similitud que tiene nuestra muestra cuando la comparamos con el resto de las secuencias de las bases de datos, con lo que podemos saber a qué especie corresponde.
Esto lo hacemos también para conocer cuántas variantes hay en una población y no solo para saber específicamente a qué especie corresponde algún producto de origen desconocido, como por ejemplo en el caso de los decomisos que realizan las autoridades ambientales.
En colaboración con Profepa y PGR hemos identificado molecularmente caballitos de mar, medusas, tiburones, pepinos de mar y peces, con el objeto de determinar qué especie es la que está siendo decomisada y saber si se encuentra bajo protección en las normas mexicanas.
AIC: ¿Es necesario contar con el ejemplar completo?
LEP: No necesariamente, si tienes el ejemplar completo no hace falta el análisis molecular para saber qué especie es, estamos hablando de derivados, como por ejemplo filetes o alguna víscera.
La totoaba, por ejemplo, pertenece a una familia de peces que es muy común en el Alto Golfo de California y para muchas de estas especies la pesca no está prohibida o regulada. Hay por lo menos 10 especies que capturan los pescadores y el problema es que una vez que el pez está fileteado no es posible saber de qué especie proviene ese producto.
Dr. Luis Enriquez Paredes.Cuando se trata del buche, nombre con el que se conoce la vejiga natatoria del pez totoaba, la cual tiene un alto valor comercial en el mercado negro, este puede identificarse fácilmente porque es muy diferente al de las otras especies, pero en ocasiones no tenemos el buche completo sino fragmentos.
Pero independientemente del tipo de tejido que se analice, todas las muestras pasan por el mismo proceso: extraer el ADN, buscar estas regiones específicas de interés, secuenciar el ADN de la muestra y entregar un dictamen con el resultado de la identificación de la especie a partir de los organismos completos o alguno de sus derivados.
AIC: ¿Qué se está haciendo en el laboratorio en la línea de ecología molecular?
LEP: En el área de ecología molecular, nuestro trabajo es utilizar marcadores genéticos para contestar preguntas de tipo ecológico, principalmente en especies de importancia comercial o que se encuentran amenazadas o protegidas por la legislación.
Con esta información se responde a preguntas sobre aspectos demográficos, tamaños de población y sus niveles de salud genética, es decir, qué tanta variabilidad genética tienen estas especies.
AIC: ¿Por qué es importante estudiar la variabilidad genética?
LEP: Mientras menor sea la variabilidad de una población, es menor su potencial para responder a cambios en el ambiente, su flexibilidad adaptativa disminuye. Por otro lado, mientras mayor sea la variabilidad que detectamos, se puede considerar que esa población es más saludable genéticamente.
AIC: ¿Qué especies estudian en la línea de ecología molecular?
LEP: Totoaba es uno de los proyectos emblemáticos de la Facultad de Ciencias Marinas, pero también se han estudiado otras especies de peces, camarón blanco y cetáceos.
También otros investigadores que trabajan en el laboratorio estudian lobos marinos y focas, aves marinas endémicas y migratorias, así como muchas otras especies en colaboración con otras instituciones académicas, gubernamentales y organismos no gubernamentales, apoyando en la identificación de especies y en el estudio de la conectividad de sus poblaciones.
AIC: En genética molecular, ¿se siguen los mismos procedimientos?
LEP: Esta parte es el mismo procedimiento, pero lo que hacemos no tiene por finalidad identificar la especie sino entender la estructura y la función del material hereditario de las especies, lo que nos permite entender sus variaciones.
Por ejemplo, si se compara una muestra de erizo de mar, un alga, un pez o alguna otra especie de interés con otra muestra de la misma región pero 50 kilómetros más hacia el sur, la genética molecular nos permite identificar las variantes genéticas y estudiar qué factores ambientales pueden estar influyendo en la distribución y la abundancia de estas especies.
Puede ser que estemos hablando de la misma especie pero son dos poblaciones, eso quiere decir que cada una tiene sus parámetros demográficos, su tamaño de población, tasa de reclutamiento, pero no intercambian genes con la otra población; son la misma especie pero son unidades independientes, cada una de ellas adaptada a diferentes condiciones ambientales.
Este tipo de estudios son herramientas muy importantes para la conservación y la toma de decisiones sobre el manejo de los recursos naturales, logrando, por ejemplo, establecer si la pesca está dirigida sobre una o varias poblaciones. Si son unidades poblacionales diferentes y no intercambian genes, podríamos estar agotando una población y correría el riesgo de desaparecer.
AIC: ¿En qué consisten los trabajos de fisiología molecular?
LEP: Es usar ciertos marcadores o genes para los que se conoce su función, por lo que sabemos que este gen tiene que ver con una respuesta del organismo ante un agente estresante, una infección bacteriana o viral o cambios en la temperatura y salinidad. Entonces lo que hacemos es medir los niveles de expresión de ese gen para saber cuál es el mecanismo de respuesta ante una infección y evaluar qué otros genes se están encendiendo y apagando ante este estímulo.
Con ello tratamos de comprender cómo los organismos están respondiendo a los cambios ambientales, estudiando su fisiología a nivel molecular.
AIC: Por parte del laboratorio, ¿cuáles son los objetivos actuales para el programa de repoblamiento de totoaba?
LEP: Principalmente el interés es asegurar que le podemos dar trazabilidad genética. Como la totoaba se está comercializando legalmente, por ejemplo, en La Paz, la empresa Earth Ocean Farms se dedica a la engorda de crías de totoaba producidas en cautiverio, por lo que el mercado va a empezar a recibir cada vez más este producto pero, ¿cómo saber que no llega alguien y vende filetes o buches de totoaba que provienen de la pesca ilegal?
Los marcadores genéticos que utilizamos son tan potentes que, al igual que en el humano, nos permiten distinguir a nivel individual cada totoaba y determinar si proviene de los programas de reproducción en cautiverio o si proviene de la población silvestre. Este tipo de trabajo, que se basa en establecer las relaciones de parentesco entre los organismos, lo hacemos no solamente con totoaba, sino con otras especies que a los investigadores o a los estudiantes les interesan como parte de sus proyectos de investigación.
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