Recreando la evolución: agrandan el cerebro de unos monos con la ayuda de un gen humano.

Investigadores del Instituto Max Planck de Biologƭa y GenƩtica Celular Molecular (MPI-CBG) en Dresde junto con colegas del Instituto Central de Animales Experimentales (CIEA) en Kawasaki y la Universidad Keio en Tokio, han desarrollado cerebros de mono mƔs grandes al dar a los fetos de titƭ un gen que es exclusivo de los humanos.

Este gen específico humano, cuando se expresa a niveles fisiológicos, causa un agrandamiento de la neocorteza, una parte de la corteza cerebral que es excepcionalmente mÔs grande en humanos en comparación con otros primates y es responsable de habilidades cognitivas avanzadas, como el razonamiento y el lenguaje.

Este estudio no solo es increíble, también es esclarecedor. Podría replicar el momento de la evolución donde los humanos se separaron de otros primates, todo debido a un gen. Este hallazgo extraordinario fue publicado en la revista Science.

El gen en cuestión es ARHGAP11B, que ayuda a crear una neocorteza agrandada al activar las células madre del cerebro para formar mÔs células madre. Dada la importancia de una gran neocorteza en el desarrollo de las habilidades cognitivas de la humanidad, se cree que el gen desempeñó un papel fundamental en la historia evolutiva de los humanos y otros homínidos estrechamente relacionados.

ARHGAP11B es un gen humano específico que se produjo en nuestro linaje después de la divergencia de los chimpancés, pero antes de nuestra separación con los neandertales y los denisovanos, lo que significa que estos parientes extintos también tenían el «gen del cerebro grande».

Estudios anteriores han demostrado que ARHGAP11B, probados en ratones y hurones se expresa a niveles no fisiológicamente altos, causando una neocorteza expandida, pero esta es la primera vez que se ha demostrado que tiene el mismo efecto de agrandamiento cerebral en un primate no humano.

ā€œDe hecho, descubrimos que la neocorteza del cerebro del titĆ­ comĆŗn se agrandaba y la superficie del cerebro se doblaba. Su placa cortical tambiĆ©n era mĆ”s gruesa de lo normal Ā«, dijo Michael Heide, autor principal del estudio, en un comunicado. ā€œAdemĆ”s, pudimos ver un mayor nĆŗmero de progenitores basales de la glĆ­a radial en la zona subventricular externa y un mayor nĆŗmero de neuronas de la capa superior. Este tipo de neurona cortical aumenta en la evolución de los primates Ā«.

El surgimiento del gen humano especĆ­fico

Los científicos estaban desconcertados durante mucho tiempo sobre cuÔndo y cómo este gen crucial llegó a nuestra historia, pero en 2016, investigadores del Instituto Max Planck de Biología y Genética Celular Molecular descubrió una razón sorprendente por la cual la proteína ARHGAP11B contiene una secuencia de 47 aminoÔcidos que es específica del ser humano, que no se encuentra en la proteína ARHGAP11A, y esencial para la capacidad de ARHGAP11B de aumentar Células madre cerebrales.

EspecĆ­ficamente, una Ćŗnica sustitución de la base C-a-G que se encuentra en el gen ARHGAP11B conduce a la pĆ©rdida de 55 nucleótidos del ARN mensajero ARHGAP11B, lo que provoca un cambio en el marco de lectura que resulta en el humano especĆ­fico, secuencia de 47 aminoĆ”cidos funcionalmente crĆ­tica que la capacidad de crecimiento cerebral del gen, probablemente evolucionó a partir de una mutación que surgió como un mero 1.5 millones a 500,000 aƱos atrĆ”s.

¿Qué pasó con los fetos?

Los investigadores tambiĆ©n estaban interesados ​​en seƱalar que los fetos de titĆ­ presentados en este experimento se trataron con altos estĆ”ndares Ć©ticos y no fueron llevados a tĆ©rmino.

Esto es crucial para mantener los lĆ­mites Ć©ticos. DespuĆ©s de aproximadamente 100 dĆ­as despuĆ©s de que el feto habĆ­a estado creciendo, el equipo internacional acordó por unanimidad retirar al feto a travĆ©s de una cesĆ”rea. Traer un Ā«nuevo mono influenciado por el gen humano a este mundo serĆ­a superar la lĆ­nea Ć©ticaĀ», dijo Huttner.

Mayor información: Michael Heide, Christiane Haffner, Ayako Murayama, et al. Ā«Human specific ARHGAP11B increases size and folding of primate neocortex in the fetal marmosetĀ». Science, Published: 18 Jun 2020.

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