Descobreixen en una falguera de Nova Caledònia el genoma més gran del planeta

Investigadors del Consell Superior de Recerques Científiques (CSIC) espanyol han trobat en una planta tropical originària de Nova Caledònia la quantitat rècord d’ADN localitzada fins ara en el nucli cel·lular d’un organisme terrestre. És una espècie rara de falguera que s’anomena Tmesipteris oblanceolata i que forma part d’un grup de plantes, els ancestres de les quals van evolucionar fa uns tres-cents cinquanta milions d’anys. D’acord amb la recerca, la quantitat de material genètic detectat en aquest exemplar és cinquanta vegades superior al del genoma d’un ésser humà. Tot plegat obre la porta a impulsar nous estudis sobre el volum màxim d’ADN que poden arribar a emmagatzemar les cèl·lules.

L’any 2023, un grup d’investigadors del CSIC que treballaven a l’Institut Botànic de Barcelona van anar a Nova Caledònia per recol·lectar les mostres, que van ser posteriorment analitzades per estimar la grandària dels seus genomes. Les anàlisis van revelar que l’espècie tenia una grandària del genoma rècord, de 160,45 gigabases (Gb), que és aproximadament un 7% més gran que la del genoma de Paris japonica (148,89 Gb), una planta endèmica del Japó que mantenia aquest rècord des de 2010.

D’acord amb els científics, la unitat bàsica de l’ADN que consta de dos nucleòtids fa, aproximadament, 0,34 nanòmetres de longitud. “Si poguéssim desembolicar tot l’ADN d’una sola cèl·lula d’aquesta falguera seria gairebé igual d’alt que, per exemple, la torre de La Giralda de Sevilla”, han explicat els científics. En comparació, el genoma humà, que conté aproximadament 3,1 Gb distribuïts en 23 cromosomes, té una longitud d’ADN en cada cèl·lula de tan sols uns dos metres.

Més d’una dècada de recerca 

L’estudi no és fruit de la casualitat, car els científics ja anticipaven l’existència de genomes gegants en Tmesipteris. “Aquest descobriment, lluny de ser una troballa casual, és el resultat de més d’una dècada de recerca explorant la diversitat de grandàries genòmiques entre les plantes”, ha explicat Jaume Pellicer, investigador de l’Institut Botànic de Barcelona i responsable de la recerca. Fins a la data, científics de tot el món han estudiat la grandària del genoma de gairebé vint mil organismes eucariotes, “posant de manifest l’existència d’una extraordinària diversitat de grandàries de genomes al llarg de l’arbre de la vida”, ha afegit Jaume Pellicer.

Per la seva banda, Oriane Hidalgo, investigadora de l’Institut Botànic de Barcelona, ha detallat que la mida no té tan sols un impacte en l’anatomia d’aquests éssers vius, atès que “els genomes més grans necessiten cèl·lules més grans per a albergar-los”, sinó també com funcionen, evolucionen, i on viuen i com. “Sorprenentment, una grandària genòmica més gran no es reflecteix necessàriament en un nombre més elevat de gens”, ha indicat la investigadora Ramón y Cajal del CSIC al Reial Jardí Botànic de Madrid Lisa Pokorny, que ha explicat que els organismes amb genomes gegants sovint presenten un excés dels anomenats elements transponibles.

Tenint en compte aquestes observacions, la pregunta que ara es plantegen els investigadors és per què algunes espècies tenen genomes gegants, i si hi ha un límit a la quantitat d’ADN que un organisme pot albergar en cada cèl·lula. Pol Fernández, investigador de l’IBB CSIC-CMCNB, ha recordat que fins ara només en un grapat de grups d’animals i vegetals s’havien trobat genomes que s’estenien més enllà del rang de 100 Gb. Entre els animals, alguns dels genomes més grans inclouen el del peix pulmonat (Protopterus aethiopicus) amb 129,90 Gb i el del tritó de riu (Necturus lewisi) amb 117,47 Gb.

No obstant això, els científics han avisat que crida l’atenció que sis dels genomes eucariòtics més grans coneguts fins al moment es troben entre les plantes, incloent-hi, per exemple, al vesc europeu (Viscum album) amb 100,84 Gb. L’estudi s’ha publicat a la revista Science, i l’han dirigit investigadors de l’Institut Botànic de Barcelona amb la participació del Reial Jardí Botànic (RJB) del CSIC, Kew Gardens, la Universitat Queen Mary de Londres i l’Herbari de Nova Caledònia.