Pequeños cambios genéticos produjeron grandes cambios en el cerebro humano

(02-04/06/12) - E.P.

Los cambios en tan sólo tres letras genéticas entre miles de millones impulsaron la evolución y el desarrollo de la red motora-sensorial de los mamíferos

El estudio investigó los cambios genéticos que suceden durante las primeras etapas del desarrollo del embrión y qué es lo que dirige a las células a asumir funciones específicas. Según explica Nenad Sestan, profesor de Neurobiología en Yale, investigador en Instituto Kavli de Neurociencia, y autor principal del artículo que aparece publicado en la revista Nature.

Han encontrado los códigos genéticos que dirigen a las células para formar la red motora-sensorial de la neocorteza. Esta red proporciona las conexiones sinápticas directas entre la neocorteza, responsable de las emociones, la percepción y la cognición, y los centros nerviosos del cerebro que hacen posible las habilidades motoras

Los fragmentos de ADN que no codifican proteínas, llamados elementos cis-reguladores, habían sido previamente identificados como factores críticos de la evolución; estos elementos controlan la activación de los genes que llevan a cabo la formación de las estructuras básicas de todos los organismos.

Sungbo Shim, coautor del estudio, y otros miembros del laboratorio de Sestan, identificaron una región reguladora de ADN, a la que llamaron E4, que mejora el desarrollo del sistema corticoespinal. E4 se conserva en todos los mamíferos, lo que indica su importancia para la supervivencia, según los científicos. El laboratorio también descubrió cómo SOX4, SOX11 y SOX5, factores de transcripción que controlan la expresión de genes y operan en conjunto para dar forma a esta red en el embrión en desarrollo.

Mediante la manipulación de sólo tres letras genéticas, los científicos fueron capaces de "reactivar" funcionalmente la actividad reguladora en un pez cebra.

Los autores también muestran que SOX4 y SOX11 son importantes en la formación de las capas de la corteza cerebral, un cambio esencial que condujo a una mayor complejidad de la organización del cerebro en los mamíferos, incluyendo a los seres humanos.

"Juntas, nuestras sofisticadas habilidades motoras nos permiten manipular herramientas, caminar, hablar y escribir; y nuestras capacidades cognitivas y emocionales nos permitan pensar, amar, y planificar", afirma Sestan.

El laboratorio de Sestan también está investigando si otros tipos de cambios en estos genes y elementos reguladores, en el desarrollo temprano, pueden producir discapacidad intelectual y autismo.