El gen que nos hace humanos
Una nueva investigación ha encontrado un gen, o mejor dicho, una secuencia de ADN, que ha contribuido a que el cerebro humano se expandiera drásticamente durante el curso de la evolución, dotándonos de capacidades únicas para usar el lenguaje abstracto y las matemáticas complejas.
Y lo han podido hacer gracias a una técnica nueva puesta a punto en la Universidad de Duke. Consiste en seleccionar las principales diferencias genéticas entre los chimpancés y los seres humanos y luego visualizar sus respectivas contribuciones al desarrollo temprano del cerebro implantándolos en embriones de ratón. El resultado, ratones con genes humanos o de chimpancé, que hacen sus cerebros mayores. En especial si los genes que contienen son nuestros.
El equipo encontró que los seres humanos tienen pequeñas diferencias en un regulador específico de la actividad del génica, apodado HARE5 (Liebre 5), que cuando se introduce en un embrión de ratón, da lugar a un cerebro un 12% más grande que en los embriones tratados con la secuencia HARE5 de los chimpancés.
Los hallazgos, que aparecen en la revista “Current Biology” , pueden dar una idea no sólo de lo que hace al cerebro humano especial, sino que también podrían ayudar a responder a la pregunta de por qué la gente padece algunas enfermedades, como el autismo y la enfermedad de Alzheimer, que sin embargo no afectan a los chimpancés.
Cada genoma contiene muchos miles de pequeños trozos de ADN llamados ‘potenciadores’ (enhancers), cuya función es controlar la actividad de los genes. Algunas de ellas son exclusivas de los humanos. Algunos están activos en tejidos específicos. Pero no se había demostrado hasta ahora que alguno de los potenciadores específicos de los humanos influyera directamente en la anatomía del cerebro, como se ha visto ahora con HARE5.
Para lograrlo, los investigadores se sirvieron de la información contenida en bases de datos genómicas de humanos y los chimpancés, para encontrar potenciadores expresados principalmente en el tejido cerebral en el desarrollo temprano. Y dieron prioridad a potenciadores que diferían notablemente entre las dos especies.
Candidatos
Aparecieron 106 candidatos, seis de ellos estaban cerca de genes sospechosos de estar involucrados en el desarrollo del cerebro. El grupo denominó a estos potenciadores que aceleran el crecimiento del cerebro HARE1 a HARE6.
El candidato más fuerte era HARE5 por su localización cromosómica cerca de un gen llamado Frizzled 8, que es parte de una vía molecular implicada en el desarrollo del cerebro y sus enfermedades. Los HARE5 humano y del chimpancé difieren en sólo 16 letras en su código genético. Sin embargo, en embriones de ratón, los investigadores encontraron que el potenciador humano se activaba antes en el desarrollo y era más activo en general que el promotor de chimpancé.
“Lo realmente interesante es que se detectaron las diferencias de actividad en un momento crítico en el desarrollo del cerebro: cuando las células progenitoras neurales están proliferando y ampliando en número, justo antes de la producción de neuronas“, resaltan los investigadores. Además las células progenitoras destinadas a convertirse en neuronas proliferaron más rápido en los ratones con el HARE humano que con el del chimpancé, y dieron lugar a más neuronas.
En los ratones con HARE5 humano, sus cerebros crecieron un 12% más a en comparación con los ratones que llevaban el potenciador homólogo del chimpancé. Y la región que más aumentó fue el neocórtex, la zona del cerebro que participa en funciones de nivel superior como el lenguaje y el razonamiento.
Según los investigadores, el hecho de conseguir una pequeña lista de genes candidatos a influir en el tamaño del cerebro ya es en sí mismo una hazaña, lograda mediante la aplicación de los filtros adecuados para el análisis de genomas de humanos y chimpancés. “Muchos otros habían intentado esto y fracasado” argumentan para justificar su afirmación. ”Otros grupos han analizado los genes implicados en la evolución del tamaño del cerebro, y hecho el mismo tipo de experimentos que nosotros pero hasta la fecha no habían tenido éxito”, recalcan
“Hemos encontrado una pieza en la base genética que ayuda a entender por qué tenemos como especie un cerebro más grande. (…) Creo que sólo hemos arañado la superficie, en términos de lo que podemos obtener de este tipo de estudio”, explica Debra Plata, una de los participantes en el estudio. ”Hay algunos otros candidatos realmente convincentes que también nos puede llevar a una mejor comprensión de la singularidad del cerebro humano“, concluye.
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