A pesar de los avances científicos, en pleno siglo XXI sigue sin resolverse el enigma de cómo el cerebro humano alcanzó su tamaño y complejidad actual desde nuestros antepasados. Sin embargo, un nuevo hallazgo científico estaría cerca de encontrar esa respuesta. Un estudio reveló que los ratones desarrollan cerebros más grandes al recibir un segmento de ADN exclusivamente humano.
“Aún no tenemos una respuesta definitiva a cómo el cerebro ha triplicado su tamaño desde que nos separamos de los chimpancés durante la evolución. Este trabajo va más allá de investigaciones previas al explorar los mecanismos genéticos que podrían estar detrás del desarrollo cerebral”, comentó Katherine Pollard, experta en bioinformática del Instituto Gladstone de Ciencia de Datos y Biotecnología en San Francisco, California.
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El artículo, publicado este miércoles 14 de mayo en la revista Nature, demostró que al insertar en ratones un fragmento genético humano, los animales desarrollan cerebros notablemente más grandes de lo habitual.
“El fragmento de código —un tramo de ADN que actúa como un regulador para aumentar la expresión de ciertos genes— expandió la capa externa del cerebro del ratón al aumentar la producción de células que se convierten en neuronas. El hallazgo podría explicar en parte cómo las personas desarrollaron cerebros tan grandes en comparación con sus parientes primates”, refiere un comunicado.
Estudios anteriores sugieren que las regiones aceleradas humanas (HAR, por sus siglas en inglés), fragmentos cortos del genoma que se conservan en los mamíferos, pero que experimentaron cambios rápidos en los humanos tras su divergencia evolutiva de los chimpancés, podrían ser factores clave para el desarrollo y el tamaño del cerebro.
EL GRAN “UNIVERSO” DEL CEREBRO HUMANO
No obstante, en palabras de Debra Silver, coautora del estudio y neurobióloga del desarrollo de la Universidad de Duke en Durham, Carolina del Norte, “los mecanismos exactos que subyacen a los efectos de las HAR en el desarrollo cerebral aún no se han descubierto”.
Para obtener una visión más clara, Silver y sus colegas se centraron en un HAR, llamado HARE5, que descubrieron hace una década. En ratones, se sabe que este fragmento de ADN potencia la expresión del gen Fzd8, uno de los principales responsables del desarrollo y crecimiento de las células neuronales. El equipo de investigación comparó los efectos de HARE5 en ratones, chimpancés y humanos.
Cuando los investigadores intercambiaron una versión humana de HARE5 en ratones vivos en lugar de su propia versión, sus cerebros crecieron un 6.5 por ciento más que los de los ratones no modificados genéticamente al alcanzar la edad adulta, pormenoriza Nature.
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Al buscar qué hace que el HARE5 humano sea diferente de la versión de chimpancé, Silver y su equipo identificaron cuatro mutaciones genéticas; cada una de ellas potenciaba la proliferación celular tanto en chimpancés como en humanos.
Luego, los investigadores generaron diminutos modelos tridimensionales de cerebros humanos —conocidos como organoides— en placas de laboratorio, con el objetivo de analizar cómo influye el gen HARE5 en la producción de células neuronales. Descubrieron que los organoides con la versión del gen HARE5 proveniente del chimpancé producían una menor cantidad de células gliales radiales en comparación con aquellos que contenían la variante humana, y, además, estas células mostraban un menor grado de desarrollo.
En contexto, las células gliales radiales desempeñan un papel crucial en el desarrollo del cerebro, especialmente en la formación de la corteza cerebral. Actualmente los investigadores están desarrollando métodos para estudiar cómo funcionan conjuntamente los diferentes HAR.
“Existen muchísimos mecanismos diferentes que son cruciales para que el cerebro humano sea lo que es”, concluyeron. N
