Genes de salto o “genes saltarines” son secuencias de ADN que sólo llevan información genética para poder moverse dentro de los genomas de los seres vivos. Una reciente investigación ha determinado que el cerebro de los pulpos y el de los humanos comparten los mismos genes de salto.

El pulpo es un organismo excepcional con un cerebro extremadamente complejo y unas capacidades cognitivas únicas entre los invertebrados. Tanto es así que en algunos aspectos tiene más en común con los vertebrados que con los invertebrados. La complejidad neuronal y cognitiva de estos animales podría tener su origen en una analogía molecular con el cerebro humano, según ha descubierto un trabajo de investigación publicado recientemente en BMC Biology y coordinado por Remo Sanges, del SISSA of Trieste, y por Graziano Fiorito, de la Stazione Zoologica Anton Dohrn de Nápoles.

La investigación demuestra que los mismos “genes saltarines” están activos tanto en el cerebro humano como en el de dos especies, Octopus vulgaris, el pulpo común, y Octopus bimaculoides, el pulpo californiano. Este descubrimiento podría ayudarnos a entender el secreto de la inteligencia de estos fascinantes organismos.

La secuenciación del genoma humano reveló ya en 2001 que más del 45% del mismo está compuesto por secuencias denominadas transposones, los llamados “genes saltarines” que, a través de mecanismos moleculares de copia y pega o corte, pueden “moverse” de un punto a otro del genoma de un individuo, barajando o duplicándose. En la mayoría de los casos, estos elementos móviles permanecen silenciosos: no tienen efectos visibles y han perdido su capacidad de movimiento. Algunos están inactivos porque, a lo largo de las generaciones, han acumulado mutaciones; otros están intactos, pero bloqueados por mecanismos de defensa celular. Desde un punto de vista evolutivo, incluso estos fragmentos y copias rotas de transposones pueden seguir siendo útiles, como “materia prima” que la evolución puede esculpir.

Entre estos elementos móviles, los más relevantes son los pertenecientes a la familia denominada LINE (Long Interspersed Nuclear Elements), que se encuentran en un centenar de copias en el genoma humano y que aún son potencialmente activos. Tradicionalmente se ha pensado que la actividad de los LINE era sólo un vestigio del pasado, un remanente de los procesos evolutivos en los que intervenían estos elementos móviles, pero en los últimos años han surgido nuevas pruebas que demuestran que su actividad está finamente regulada en el cerebro. Son muchos los científicos que creen que los transposones LINE están asociados a capacidades cognitivas como el aprendizaje y la memoria: son especialmente activos en el hipocampo, la estructura más importante de nuestro cerebro para el control neuronal de los procesos de aprendizaje.

(Public domian / edmondlafoto)

El genoma del pulpo, al igual que el nuestro, es rico en “genes saltarines”, la mayoría de los cuales están inactivos. Centrándose en los transposones todavía capaces de copiar y pegar, los investigadores identificaron un elemento de la familia LINE en partes del cerebro cruciales para las capacidades cognitivas de estos animales. El descubrimiento, fruto de la colaboración entre la Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati, la Stazione Zoologica Anton Dohrn y el Istituto Italiano di Tecnologia, fue posible gracias a las técnicas de secuenciación de nueva generación, que se utilizaron para analizar la composición molecular de los genes activos en el sistema nervioso de los pulpos.

Remo Sanges, director del laboratorio de Genómica Computacional de SISSA, dijo en un comunicado:

“El descubrimiento de un elemento de la familia LINE, activo en el cerebro de las dos especies de pulpos, es muy significativo porque añade apoyo a la idea de que estos elementos tienen una función específica que va más allá de copiar y pegar”.

Giovanna Ponte, del Departamento de Biología y Evolución de Organismos Marinos de la Stazione Zoologica Anton Dohrn, dijo:

“Salté literalmente en la silla cuando, al microscopio, vi una señal muy fuerte de actividad de este elemento en el lóbulo vertical, la estructura del cerebro que en el pulpo es la sede del aprendizaje y las capacidades cognitivas, al igual que el hipocampo en los humanos”.

Según investigadores del Istituto Italiano di Tecnologia, “esta similitud entre el hombre y el pulpo, que muestra la actividad de un elemento LINE en la sede de las capacidades cognitivas, podría explicarse como un fascinante ejemplo de evolución convergente, un fenómeno por el cual, en dos especies genéticamente distantes, se desarrolla el mismo proceso molecular de forma independiente, en respuesta a necesidades similares.”

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Graziano Fiorito, director del Departamento de Biología y Evolución de los Organismos Marinos de la Stazione Zoologica Anton Dohrn, dijo:

“El cerebro del pulpo es funcionalmente análogo en muchas de sus características al de los mamíferos. Por esta razón, además, el elemento LINE identificado representa un candidato muy interesante a estudiar para mejorar nuestros conocimientos sobre la evolución de la inteligencia”.

Los hallazgos de la investigación han sido publicados en la revista BMC Biology.

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