Los investigadores de Toronto descubrieron que un solo evento molecular en nuestras células podría ser la clave de cómo evolucionamos para convertirnos en el animal más inteligente del planeta.
Benjamin Blencowe, profesor en el Centro Donnelly de la Universidad de Toronto y Presidente de Banbury en Investigación Médica, y su equipo han descubierto cómo un pequeño cambio en una proteína llamada PTBP1 puede estimular la creación de neuronas, células que producen el cerebro,eso podría haber impulsado la evolución de los cerebros de mamíferos para convertirse en el más grande y complejo entre los vertebrados.
El estudio se publica en la edición del 20 de agosto de ciencia .
El tamaño y la complejidad del cerebro varían enormemente entre los vertebrados, pero no está claro cómo surgieron estas diferencias. Los humanos y las ranas, por ejemplo, han evolucionado por separado durante 350 millones de años y tienen capacidades cerebrales muy diferentes. Sin embargo, los científicos han demostrado queuse un repertorio notablemente similar de genes para construir órganos en el cuerpo.
Entonces, ¿cómo es que un número similar de genes, que también se activan o desactivan de manera similar en diversas especies de vertebrados, generan una amplia gama de tamaño y complejidad de órganos?
La clave está en el proceso que estudia el grupo de Blencowe, conocido como splicing alternativo AS, mediante el cual los productos genéticos se ensamblan en proteínas, que son los componentes básicos de la vida. Durante la AS, los fragmentos genéticos, llamados exones, se mezclanpara hacer diferentes formas de proteínas. Es como LEGO, donde pueden faltar algunos fragmentos de la forma de proteína final.
AS permite que las células produzcan más de una proteína de un solo gen, de modo que el número total de proteínas diferentes en una célula supera en gran medida el número de genes disponibles. La capacidad de una célula para regular la diversidad de proteínas en un momento dado refleja su capacidad paraasumir diferentes roles en el cuerpo. El trabajo previo de Blencowe demostró que la prevalencia de AS aumenta con la complejidad de los vertebrados. Entonces, aunque los genes que hacen los cuerpos de los vertebrados podrían ser similares, las proteínas a las que dan lugar son mucho más diversas en animales como mamíferos, queen pájaros y ranas.
Y en ninguna parte el AS está más extendido que en el cerebro.
"Queríamos ver si la EA podía generar diferencias morfológicas en los cerebros de diferentes especies de vertebrados", dice Serge Gueroussov, un estudiante graduado en el laboratorio de Blencowe que es el autor principal del estudio. Gueroussov previamente ayudó a identificar PTBP1 como una proteína queadquiere otra forma en mamíferos, además de la común a todos los vertebrados. La segunda forma de PTBP1 de mamífero es más corta porque se omite un pequeño fragmento durante la EA y no llega a la forma de proteína final.
¿Podría esta versión mamífera recién adquirida de PTBP1 dar pistas sobre cómo evolucionaron nuestros cerebros?
PTBP1 es a la vez un objetivo y un regulador principal de AS. El trabajo de PTBP1 en una célula es evitar que se convierta en una neurona reteniendo AS de cientos de otros productos genéticos.
Gueroussov mostró que en las células de mamíferos, la presencia de la segunda versión más corta de PTBP1 desencadena una cascada de eventos AS, inclinando las escalas del equilibrio de proteínas para que una célula se convierta en una neurona.
Lo que es más, cuando Gueroussov diseñó células de pollo para hacer el PTBP1 más corto, similar a un mamífero, esto desencadenó eventos AS que se encuentran en mamíferos.
"Una implicación interesante de nuestro trabajo es que este cambio particular entre las dos versiones de PTBP1 podría haber afectado el momento en que las neuronas se forman en el embrión de una manera que crea diferencias en la complejidad morfológica y el tamaño del cerebro", dice Blencowe,quien también es profesor en el Departamento de Genética Molecular.
A medida que los científicos continúan analizando innumerables eventos moleculares que ocurren en nuestras células, seguirán encontrando pistas sobre cómo surgieron nuestros cuerpos y mentes.
"Esta es la punta de un iceberg en términos del repertorio completo de los cambios de AS que probablemente han contribuido con papeles importantes para impulsar las diferencias evolutivas", dice Blencowe.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Toronto . Original escrito por Jovana Drinjakovic. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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