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Un cambio en el modo de generar neuronas separó el cerebro humano del reptil
El proceso fue provocado por la disminución de unos meca- nismos genéticos que los seres vivos tienen desde hace 300 millones de años.
El proceso evolutivo que transformó el cerebro relati- vamente simple de los repti- les y anfibios en otro tan complejo como el de los hu- manos fue provocado por la disminución de unos meca- nismos genéticos que los seres vivos tienen desde hace 300 millones de años.
Esta es la principal conclu- sión de una investigación que ha sido liderada por Víctor Borrell, del Instituto de Neu- rociencias de Alicante, en co- laboración con centros de investigación de Alemania, Suiza, Estados Unidos y Es- tados Unidos y que se pu- blica hoy en Cell.
Hace más de 500 millones de años, en el Cámbrico, los ani- males primitivos que habita- ban los océanos abandonaron el medio acuá- tico y colonizaron la superfi- cie terrestre dando lugar a los primeros reptiles, anfibios y aves del planeta.
El nuevo entorno obligó a los animales a adaptar todos sus sistemas vitales, sus senti- dos, su alimentación y su modo de locomoción, y todos esos cambios tuvieron su epi- centro en el cerebro, que evolucionó hasta convertirse en un órgano mucho más grande y complejo de lo que había sido nunca.
Pero la evolución del cerebro no fue pareja entre las distin- tas especies: en los anfibios, aves y reptiles, la corteza ce- rebral se organizó en tres capas de neuronas, mientras que en los mamíferos se am- plió hasta las seis capas.
Esas diferencias de tamaño y complejidad marcan las dis- tintas capacidades cognitivas entre los animales, desde los más simples hasta el último eslabón de la cadena ocu- pado por primates y huma- nos.
Pero ¿cómo se produjo este gran salto cualitativo en el ce- rebro de las especies anima- les?
“El gran cambio tuvo lugar en la producción de neuronas”,
explica Víctor Borrell.
Hasta entonces, el cerebro de los vertebrados (principal- mente reptiles) producía neu- ronas a partir de células madre que se dividían de ma- nera ‘directa’ pero algo cam- bió y la corteza cerebral de los mamíferos pasó a tener una neurogénesis ‘indirecta’, lo que les permitió fabricar muchas más neuronas y tener una corteza cerebral mucho más compleja.
de células que imitan la es- tructura y la función de un ór- gano), concluye que hace 300 millones de años ciertos cambios alteraron esta parte del genoma y modificaron la cantidad de expresión de dos genes (Robo y DII1) directa- mente implicados en la gene- ración de neuronas.
“La parte del genoma que re- gulaba los niveles de ambas proteínas cambió y, con ello, cambió la información que marcaba cuánta cantidad había que hacer de estas proteínas, y eso fue lo que hizo que a partir de ese mo- mento las neuronas nacieran de manera indirecta”, explica Borrell.
Pero no solo eso: las neuro- nas nacidas de ese proceso (indirecto) eran un nuevo tipo de neurona, “con unas carac- terísticas distintas que son las que vemos en las capas 2, 3 y 4 de la corteza cerebral de los mamíferos y que los reptiles no tienen”, puntua- liza.
El estudio subraya que este salto cualitativo en la evolu- ción se produjo sin necesidad de que surgieran nuevas pro- teínas, sino con las que ya tenían todos los vertebrados: “basta con cambiar la canti- dad para que el número de neuronas y el tamaño del ce- rebro y su complejidad pueda ser muy diferente”, concluye Borrell.
“Todavía no sabemos dónde exactamente pero en la evo- lución se produjeron mutacio-
nes en unas regiones particulares del ge-
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noma, la parte que no codi- fica proteínas”, hasta hace poco mal denominada “ADN basura”, detalla el investiga- dor.
Y es que el genoma humano tiene una parte ‘codificante’ que es la que contiene la in- formación necesaria para que se formen las proteínas y la ‘no codificante’, que da ins- trucciones sobre cuánta can- tidad de cada proteína hay que hacer.
“Es una parte del genoma muy desconocida aún pero muy importante porque deter- mina cómo, cuándo y dónde se expresan cada una de las proteínas, algo esencial en un organismo”, advierte Bo- rrell.
La investigación, realizada con embriones de ratón, po- llos, serpientes y organoides cerebrales humanos (cultivos
Edición 777 Del 28 de Junio al 4 de julio del 2018