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Hallan un gen clave en la evolución de la mente
El gen apareció después de nuestra separación evolutiva de los
chimpancés, y su inyección artificial en un ratón causa la amplificación de
su córtex.
Córtex cerebral de ratón con el gen humano activo en el hemisferio derecho.
Esta imagen muestra una corteza cerebral de un ratón embrionario. Los núcleos de las células
están marcados en las neuronas azules y la capa profunda de color rojo. El gen ARHGAP11B
humano específico se expresa selectivamente en la mitad derecha del cerebro, que es visible por
el plegamiento de la superficie neocortical.
© MPI f. Biología Celular Molecular y Genética
http://www.mpg.de/8995136/gene-brain-size
Si la principal diferencia entre un ratón y un humano es el tamaño de su córtex cerebral,
¿por qué no se puede inyectar genes humanos a un ratón y hacer que su córtex se
amplifique? Sí se puede. Científicos del Instituto Max Planck, la gran organización alemana
de investigación pública, han descubierto un gen clave para la evolución del córtex
cerebral humano, la sede de la mente. El gen apareció después de nuestra separación
evolutiva de los chimpancés, pero antes de que divergiéramos de los neandertales. Y su
inyección artificial en un ratón causa la amplificación de su córtex. De momento, los
ratones siguen sin resolver ecuaciones diferenciales.
Si el gran problema biológico pendiente de resolver es cómo funciona el cerebro
humano, la mayor cuestión evolutiva es cómo evolucionó esa máquina prodigiosa. Es
sabido que las diferencias genéticas que nos separan de un chimpancé son muy escasas,
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pero también deben ser muy importantes, porque sin ellas no habría lenguaje ni poesía, ni
arte ni ciencia. Ni siquiera metafísica. De ahí los grandes esfuerzos investigadores que
están en marcha para encontrar esos pocos genes tan raros pero tan trascendentales.
Las nuevas y poderosas herramientas de la genómica han permitido a Wieland Huttner,
Marta Florio, Svante Pääbo y sus colegas de los institutos Max Planck de Biología Celular
Molecular y Genética, en Dresde, y de Antropología Evolutiva, en Leipzig, organizar una
apabullante operación de caza y captura de los genes responsables del crecimiento
explosivo del córtex cerebral durante la evolución humana.
Presentan su estrategia y sus resultados en Science.
http://www.sciencemag.org/content/early/2015/02/25/science.aaa1975
Las diferencias genéticas que nos separan de un chimpancé son muy escasas, pero también deben ser
muy importantes, porque sin ellas no habría lenguaje ni poesía, ni arte ni ciencia
Los científicos alemanes sabían dónde buscar. Desde los trabajos pioneros de Cajal y
Golgi, un siglo de neurología ha esclarecido el origen –no evolutivo, sino embriológico—
del desmedido córtex cerebral humano, la capa más externa del cerebro, la que le
confiere su inconfundible aspecto rugoso y antiestético, y la que alberga todas las altas
funciones mentales de las que nuestra especie está tan orgullosa, y a veces tan asustada.
El córtex de cualquier primate –y de otros mamíferos— proviene de un grupo de células
madre y células progenitoras situadas en una región muy concreta del sistema nervioso
fetal (la zona subventricular, donde se halla la llamada glía radial). Durante la evolución
de los primates, y sobre todo del linaje homínido, esas células precursoras se dividen
durante cada vez más tiempo, y por tanto generan un córtex cada vez más grande.
Huttner y sus colegas del Max Planck han centrado su caza del gen, por tanto, en esas
células madre y precursoras de la glía radial. Han usado la genómica para comparar la
actividad de todos los genes que se expresan en esas células, tanto en fetos de ratón
como humanos. Han hallado 56 genes que se expresan preferentemente en esas células y
que no existen en el ratón. De los 56, solo uno ha pasado las pruebas de especificidad más
exigentes. Su nombre es horrísono –ARHGAP11B—, pero tal vez tengamos que
acostumbrarnos a pronunciarlo. O al menos ponerlo en un relicario.
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Las pruebas que apuntan a ARHGAP11B como un regulador de la proliferación de las
células precursoras del córtex son múltiples, pero sin duda la más llamativa de todas
ellas es lo que hace ese gen cuando se le introduce en el cerebro en desarrollo de un
ratón: sus células progenitoras de la glía radial se multiplican y se autorrenuevan,
causando un crecimiento del córtex allí donde el gen está activo artificialmente. Incluso
aparecen allí indicios de girificación, es decir, de los plegamientos y circunvoluciones
típicos del cerebro humano (y de las nueces).
La clave del proceso está en las llamadas divisiones asimétricas. Cuando una célula
precursora se divide, puede dar lugar a dos hijas que se diferencian como neuronas y no
se dividen más; o puede producir una neurona y una nueva célula precursora que sigue
dividiéndose para dar una neurona y una nueva célula precursora que sigue… La
biología está repleta de algoritmos recursivos de este tipo. Incluso, durante cierto
periodo, la célula precursora puede dar dos células precursoras, amplificando el
reservorio de partida. Del balance entre estos procesos depende el tamaño final del
cerebro, o del órgano en cuestión.
Ver Genómica : Camino UCSC oro con GeneCards pista personalizada
Entrez Gene banda citogenética: 15q13.2 banda citogenética Ensembl: 15q13.2banda citogenética
HGNC: 15q13.2
ARHGAP11B génica en localización genómica: bandas según Ensembl, lugares de acuerdo
con
(y
/
o Entrez
Gene y
/
o Ensembl si
es
diferente)
http://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=ARHGAP11B
El grafico anterior no pertenece al artículo original. Ha sido incorporada por
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Durante la evolución, los nuevos genes surgen casi siempre de la duplicación (con
variaciones) de un gen preexistente. ARHGAP11B no es una excepción, y surgió de la
duplicación parcial de –¿lo adivina el lector?— ARHGAP11A, que sí existe en el ratón.
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El nuevo gen no solo existe en los humanos modernos, sino también en los neandertales
y los denisovanos, las dos especies humanas extintas de las que tenemos genomas. Pero
no está en el chimpancé, y por tanto surgió después de que nos separáramos de su linaje.
¿De dónde venimos? De ARHGAP11B.
JAVIER SAMPEDRO
EL PAÍS, MADRID, 26 FEB 2015
http://elpais.com/elpais/2015/02/26/ciencia/1424967587_931422.html
Ver también:
1- Human-specific gene ARHGAP11B promotes basal progenitor
amplification and neocortex expansion
http://www.sciencemag.org/content/early/2015/02/25/science.aaa1975.abstract
Ciencia DOI: 10.1126 / science.aaa1975
2- ARHGAP11B Rho GTPasa proteína activadora 11B [ Homo
sapiens (seres humanos
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/89839