Escrito por Tendenzias

Rápida evolución del cerebro humano por un gen duplicado

¿Por qué somos los más inteligentes del mundo animal? ¿Cómo y cuándo la evolución nos ha vuelto tan inteligentes? Son preguntas que los científicos vienen buscando en el registro fósil desde hace décadas. Ahora la genética aporta un dato interesante, la copia duplicada de un gen parece ser la responsable de las características más importantes de nuestro cerebro, esas que nos distinguen de entre nuestros compañeros primates. Y un análisis del reloj molecular del gen en cuestión, indicaría que el momento en que se separó de la línea evolutiva de los otros primates fue entre dos y tres millones de años atrás.

neuronas

Estos resultados fueron publicados en dos estudios en la revista Cell,y son los primeros en explorar la historia evolutiva y la función de genes humanos duplicados. La duplicación genética, o duplicación cromosómica, ocurre cuando un fragmento de cromosoma es duplicado a continuación del fragmento original. Suelen aparecer por diversas razones como un error en la duplicación del ADN. Lo interesante de estos genes duplicados es que se cree que juegan un papel más que importante en la evolución de las especies. Desde hace décadas hay genetistas, como Sueumu Ohno, que creen que la duplicación de los genes es la fuerza evolutiva más importante.

Como su nombre lo dice, la duplicación de un gen significa que se cuenta con una copia adicional del mismo en el genoma, el conjunto de los genes de un ser vivo. Y esa copia está libre de las presiones que la selección natural aplica sobre el individuo, esa libertad implica que las nuevas mutaciones que surjan no serán seleccionadas a favor o en contra dependiendo de si son útiles para la adaptación al entorno. Esto puede llevar a nuevas mutaciones que puedan mejorar la aptitud del organismo para una nueva función. Como por ejemplo, la inteligencia.

image En el caso estudiado en los estudios publicados en Cell, el gen en cuestión es el SRGAP2. SinapSit pudo conversar con el experto español Carles Lalueza-Fox, que se especializa en el estudio de la paleogenética, los genes de nuestros antepasados fósiles. Lalueza-Fox nos contó que la importancia de este gen “radica mas en el mecanismo descubierto que en el gen en sí mismo. Se trata de un gen que se ha duplicado parcialmente en el linaje hominino, manteniendo en la copia algunos exones y la secuencia reguladora. Lo mas interesante es que han descubierto que este duplicado parcial es funcional, y fabrica una proteína nueva cuya presencia contribuye a un desarrollo neuronal más lento y con más conexiones, según han visto con experimentos hechos en ratones. Es un caso raro porque estas variaciones estructurales lo más probable es que sean no-funcionales”.

Los humanos no tenemos tantos genes duplicados, son unos 30, y al parecer son las innovaciones más recientes dentro de nuestro genoma. Lo interesante es que la mayoría parece jugar un papel importante en el desarrollo de nuestro cerebro. El SRGAP2 fue duplicado dos veces en el curso de la evolución humana, primero hace unos 3,5 millones de años, y luego hace unos 2,5 millones de años. En esta última duplicación, según los nuevos estudios, la copia del gen fue parcial, y actúa al mismo tiempo y en el mismo lugar que la origina, lo que permite una interacción con la copia ancestral y con su función. Según los autores del estudio, ese gen duplicado parcialmente creó una nueva función. No es él sólo responsable de la expansión cerebral, pero sí parece haber cumplido un rol importante.

Lo interesante es que la época que dan los genetistas para las duplicaciones se corresponde con la época en que nuestros antepasados comenzaban a caminar en dos patas, la época de los australopitecos, ancestros de nuestro género Homo. Es la época en que se puede ver en los fósiles que el cerebro de aquellos primates bípedos comenzó a crecer, en un aumento de tamaño que sólo se detendría con nuestra propia especie hace apenas unos pocos miles de años. También es la época en que se empiezan a ver herramientas líticas, tiempo en que nuestros ancestros desarrollaron una tecnología, es decir que se ve una mejora en las habilidades cognitivas.

¿Cómo se puede saber cuándo se duplicaron eses genes? Lalueza-Fox nos cuenta que “la determinación de la antigüedad de dicha duplicación sin duda tiene márgenes de error, ya que se basa en el concepto de reloj molecular, inferido a partir de la diversidad observada cerca del nuevo duplicado (cuánto mas antiguo es, mas diversidad habrá acumulado alrededor de la región afectada). Sin embargo, hace unos años se publico la inactivación de un gen que se expresa en los músculos mandibulares (MYH16) y que secundariamente permitió la expansión cerebral en nuestro linaje y también fue datado en unos 2,5 millones de años. Es decir, que parece que se van encontrando una serie de cambios genómicos interesantes cerca del origen de nuestro género”.

Por ahora el estudio de este gen fue realizado en ratones, en los que se vio que el SRGAP2 afectaba la conexión entre las neuronas. Una mejor conexión entre las neuronas, asegura un flujo de información mejor y más rápido, por ende una mejora en la inteligencia. Este gen también está asociado a problemas mentales como autismo, epilepsia o esquizofrenia, en las cuales la conexión entre las neuronas se ve afectada, por lo que futuras investigaciones podrían aportar una mejor comprensión de esos problemas mentales. El SRGAP2 puede ayudar a explicar la gran diferencia que hay entre los humanos  los demás primates, e incluso a explicar la diferencia en inteligencia que hay entre diferentes personas dentro del género humano.

Vía: ScienceDaily

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