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Imagen de microscopía del hemisferio cerebral de un feto de tití transgénico ARHGAP11B, de 101 días de gestación. Se visualizan diferentes poblaciones neuronales (magenta, amarillo, verde). Los núcleos celulares se visualizan en blanco. © Heide y col. / MPI-CBG.
Investigadores de Alemania y Japón introdujeron un gen exclusivamente humano en los fetos de primates titíes y consiguieron que sus cerebros se desarrollaran más que los de los monos de la misma especie.
La especie elegida para el experimento es Callithrix jacchus, endémica en los bosques del oriente de Brasil, si bien los titíes de esta investigación fueron importados de Japón. Son primates que no portan naturalmente el gen objeto de la investigación.
El embarazo de esta especie dura 152 días, pero después de los primeros 101 días, los investigadores observaron que los fetos que habían recibido el gen mostraban un desarrollo mayor en el neocórtex, la parte más evolucionada de la corteza cerebral.
También comprobaron que esa parte del cerebro tenía más pliegues, lo que permite aumentar la superficie para albergar más neuronas. También contenía más células productoras de neuronas.
Responsabilidad cognitiva
El gen implantado a los fetos de estos titíes solo existe en los seres humanos y es el responsable de nuestra inteligencia. Se llama ARHGAP11B.
Apareció en los seres humanos hace 5 millones de años, después de que nuestros antepasados se separaran evolutivamente de los chimpancés.
Este gen ha contribuido eficazmente a la ampliación de la corteza cerebral de nuestra especie. También se ha implantado en el pasado en ratones, consiguiendo una ampliación de la capacidad de la corteza de acoger nuevas neuronas.
Esta investigación ha ido un paso más porque el gen ha sido implantado en un modelo emparentado directamente con los humanos, con la finalidad de observar su comportamiento.
Diferencia importante
Con una diferencia importante: no ha sido exactamente el mismo gen implantado en ratones (y hurones) en el pasado, ya que este gen ha sufrido una evolución significativa a lo largo de su historia.
En realidad, el gen que mutó hace cinco millones de años para propiciar nuestro desarrollo cerebral sufrió una mutación más reciente, hace alrededor de un millón de años, y es el que existe hoy en nuestra especie.
En los experimentos con ratones se implantó la versión anterior de este gen, mientras que a los titíes se les implementó el gen que tenemos actualmente trabajando por nuestra evolución cerebral.
Recreación evolutiva
El efecto que este gen ha tenido en los cerebros de los fetos titíes equivale a la recreación en una especie afín a nosotros de la misma evolución que ocurrió en los cerebros del antiguo Homo Sapiens.
El propósito de estos investigadores es aprender más sobre el origen de algunas enfermedades humanas relacionadas con el anómalo crecimiento del cerebro, que puede provocar trastornos como el del autismo.
Observar cómo se comporta este gen en el cerebro de los titíes, ayudará a los investigadores a concebir terapias orientadas al crecimiento de células madre para tratar enfermedades como el Parkinson.
La especie elegida para el experimento es Callithrix jacchus, endémica en los bosques del oriente de Brasil, si bien los titíes de esta investigación fueron importados de Japón. Son primates que no portan naturalmente el gen objeto de la investigación.
El embarazo de esta especie dura 152 días, pero después de los primeros 101 días, los investigadores observaron que los fetos que habían recibido el gen mostraban un desarrollo mayor en el neocórtex, la parte más evolucionada de la corteza cerebral.
También comprobaron que esa parte del cerebro tenía más pliegues, lo que permite aumentar la superficie para albergar más neuronas. También contenía más células productoras de neuronas.
Responsabilidad cognitiva
El gen implantado a los fetos de estos titíes solo existe en los seres humanos y es el responsable de nuestra inteligencia. Se llama ARHGAP11B.
Apareció en los seres humanos hace 5 millones de años, después de que nuestros antepasados se separaran evolutivamente de los chimpancés.
Este gen ha contribuido eficazmente a la ampliación de la corteza cerebral de nuestra especie. También se ha implantado en el pasado en ratones, consiguiendo una ampliación de la capacidad de la corteza de acoger nuevas neuronas.
Esta investigación ha ido un paso más porque el gen ha sido implantado en un modelo emparentado directamente con los humanos, con la finalidad de observar su comportamiento.
Diferencia importante
Con una diferencia importante: no ha sido exactamente el mismo gen implantado en ratones (y hurones) en el pasado, ya que este gen ha sufrido una evolución significativa a lo largo de su historia.
En realidad, el gen que mutó hace cinco millones de años para propiciar nuestro desarrollo cerebral sufrió una mutación más reciente, hace alrededor de un millón de años, y es el que existe hoy en nuestra especie.
En los experimentos con ratones se implantó la versión anterior de este gen, mientras que a los titíes se les implementó el gen que tenemos actualmente trabajando por nuestra evolución cerebral.
Recreación evolutiva
El efecto que este gen ha tenido en los cerebros de los fetos titíes equivale a la recreación en una especie afín a nosotros de la misma evolución que ocurrió en los cerebros del antiguo Homo Sapiens.
El propósito de estos investigadores es aprender más sobre el origen de algunas enfermedades humanas relacionadas con el anómalo crecimiento del cerebro, que puede provocar trastornos como el del autismo.
Observar cómo se comporta este gen en el cerebro de los titíes, ayudará a los investigadores a concebir terapias orientadas al crecimiento de células madre para tratar enfermedades como el Parkinson.
Implicaciones éticas
Los autores reconocen que se han introducido en un terreno muy delicado por sus implicaciones éticas, ya que la manipulación del cerebro humano solo debe hacerse con fines terapéuticos, y nunca con el propósito de ampliar la capacidad cerebral de personas.
Su principal resultado tiene que ver particularmente con la certeza obtenida inequívocamente en esta investigación: que ARHGAP11B es el gen más importante conocido hasta ahora para el desarrollo del cerebro humano.
Wieland Huttner, director del estudio, señala en un comunicado: “Confinamos nuestros análisis a los fetos de titíes porque anticipamos que la expresión de este gen humano específico afectaría el desarrollo del neocórtex. A la luz de las posibles consecuencias imprevisibles con respecto a la función cerebral postnatal, consideramos que es un requisito previo, y obligatorio desde un punto de vista ético, determinar primero los efectos de ARHGAP11B en el desarrollo del neocórtex fetal del tití”.
Los autores reconocen que se han introducido en un terreno muy delicado por sus implicaciones éticas, ya que la manipulación del cerebro humano solo debe hacerse con fines terapéuticos, y nunca con el propósito de ampliar la capacidad cerebral de personas.
Su principal resultado tiene que ver particularmente con la certeza obtenida inequívocamente en esta investigación: que ARHGAP11B es el gen más importante conocido hasta ahora para el desarrollo del cerebro humano.
Wieland Huttner, director del estudio, señala en un comunicado: “Confinamos nuestros análisis a los fetos de titíes porque anticipamos que la expresión de este gen humano específico afectaría el desarrollo del neocórtex. A la luz de las posibles consecuencias imprevisibles con respecto a la función cerebral postnatal, consideramos que es un requisito previo, y obligatorio desde un punto de vista ético, determinar primero los efectos de ARHGAP11B en el desarrollo del neocórtex fetal del tití”.
Referencia
Human-specific ARHGAP11B increases size and folding of primate neocortex in the fetal marmoset. Michael Heide et al. Science, 18 Jun 2020:eabb2401. DOI: 10.1126/science.abb2401
Human-specific ARHGAP11B increases size and folding of primate neocortex in the fetal marmoset. Michael Heide et al. Science, 18 Jun 2020:eabb2401. DOI: 10.1126/science.abb2401
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