Un equipo de genetistas ha logrado insertar con éxito una secuencia de ADN humano en ratones, lo que ha dado lugar a roedores con un aumento de la masa cerebral, un logro que ofrece nuevas pistas sobre la evolución humana.

El equipo responsable de este avance informa de que la adición de genes humanos aumentó el tamaño medio del cerebro en un 6.5 %, lo que impulsó la producción de neuronas y expandió la capa externa del cerebro. Estos efectos genéticos únicos proporcionan a los científicos una comprensión más profunda de cómo evolucionó el cerebro humano hasta alcanzar proporciones mucho mayores que las de otros primates.

El cerebro humano se hace más grande

Desde que se separó del chimpancé, nuestro ancestro común, el cerebro humano ha triplicado su tamaño, convirtiéndose en el más grande de los primates. Los intentos anteriores por identificar el mecanismo detrás de este crecimiento no habían dado una explicación definitiva.

Una pista prometedora de investigaciones anteriores se refiere a las regiones aceleradas humanas (HAR, por sus siglas en inglés), pequeños segmentos de ADN que se encuentran en los mamíferos y que sufrieron una transformación dramática en un breve periodo evolutivo tras la separación entre humanos y chimpancés. Sin embargo, aún no está claro cómo contribuyen exactamente las HAR a la expansión del cerebro.

Analizando el código genético

Para investigar cómo afectan las HAR al crecimiento del cerebro, el equipo se centró en una HAR específica conocida como HARE5. Descubierta hace solo una década, este segmento se ha relacionado con una mayor expresión del gen Fzd8, que desempeña un papel clave en la producción de células neuronales. Los investigadores analizaron los efectos de HARE5 en tres especies: humanos, ratones y chimpancés.

Ratón. Crédito de imagen: Alexas_Fotos / Pixabay

El equipo aisló el HARE5 del ADN humano y lo utilizó para sustituir el segmento correspondiente en el ADN de ratones. A medida que los ratones maduraban, los investigadores observaron que aquellos con la versión humana del HARE5 desarrollaban cerebros un 6.5 % más grandes que los ratones normales. Las células gliales radiales, células madre neurales esenciales para la generación de neuronas y otras células cerebrales, fueron las más afectadas. Estas células se dividieron y proliferaron más rápidamente en los ratones modificados en comparación con los que utilizaban la secuencia HARE5 nativa de los ratones.

Al comparar las variaciones del HARE5, el equipo identificó cuatro mutaciones específicas que distinguen la versión humana de la versión de los chimpancés, cada una de las cuales contribuye a mejorar la producción celular.

A pesar del aumento de la materia cerebral, los investigadores aún no han determinado si la modificación genética mejoró las funciones cognitivas o de memoria de los ratones.

Hacia una comprensión más completa

Para profundizar en su investigación sobre la evolución del cerebro humano, los investigadores están recurriendo ahora a los organoides, modelos en miniatura del cerebro humano cultivados en placas de laboratorio. Estos modelos permiten observar más de cerca cómo responde la producción de células neuronales al HARE5.

ADN. Crédito de imagen: FotoRichter / Pixabay

Hasta ahora, los resultados muestran que los organoides que contienen HARE5 de chimpancé producen menos glía radial y menos desarrollada que los que contienen HARE5 humano. Al observar estos modelos en acción, los investigadores también identificaron una vía de señalización clave que HARE5 parece amplificar, un efecto que aumenta el crecimiento de las células madre y contribuye al desarrollo de cerebros adultos más grandes y complejos.

El equipo recomienda que los estudios futuros se basen en los hallazgos sobre HARE5 y examinen cómo este potenciador interactúa con los aproximadamente 3000 HAR restantes del genoma humano. Tras avanzar en la comprensión de una pieza del rompecabezas, los investigadores consideran que el siguiente paso lógico es descubrir cómo funcionan todos los componentes juntos.

Debra Silver, coautora de la investigación, dijo en un comunicado:

“Hay muchos mecanismos diferentes que son fundamentales para que el cerebro humano sea lo que es”

Los hallazgos de la investigación titulada “A Human-specific Enhancer Fine-tunes Radial Glia Potency and Corticogenesis” han sido publicados el 14 de mayo en la revista Nature.

[FT: researchgate]

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Por: CodigoOculto.com