Neurociencia

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

Investigadores del Instituto Max Planck de Biología y Genética 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 más grandes al dar a los fetos de tití 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 más 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 más 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.

“De hecho, descubrimos que la neocorteza del cerebro del tití común se agrandaba y la superficie del cerebro se doblaba. Su placa cortical también era más gruesa de lo normal «, dijo Michael Heide, autor principal del estudio, en un comunicado. “Además, pudimos ver un mayor número de progenitores basales de la glía radial en la zona subventricular externa y un mayor número de neuronas de la capa superior. Este tipo de neurona cortical aumenta en la evolución de los primates «.

El surgimiento del gen humano específico

Los científicos estaban desconcertados durante mucho tiempo sobre cuándo 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 aminoácidos 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.

Específicamente, una única sustitución de la base C-a-G que se encuentra en el gen ARHGAP11B conduce a la pérdida de 55 nucleótidos del ARN mensajero ARHGAP11B, lo que provoca un cambio en el marco de lectura que resulta en el humano específico, secuencia de 47 aminoácidos funcionalmente crítica 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 años atrás.

¿Qué pasó con los fetos?

Los investigadores también estaban interesados ​​en señalar que los fetos de tití presentados en este experimento se trataron con altos estándares éticos y no fueron llevados a término.

Esto es crucial para mantener los límites éticos. Después de aproximadamente 100 días después de que el feto había estado creciendo, el equipo internacional acordó por unanimidad retirar al feto a través de una cesárea. Traer un «nuevo mono influenciado por el gen humano a este mundo sería superar la línea ética», dijo Huttner.

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

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