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Genética

Los saltos de la inteligencia

Tramos móviles de ADN regulan la diferenciación de las células nervosas

Han surgido algunas pistas biológicas que apuntan a entender por qué una misma pintura o una misma situación pueden llevar a que una persona ría, otra estalle en llanto y una tercera se muestre completamente indiferente. Las diferencias de percepción, la habilidad de reaccionar con mayor o menor rapidez al ser bloqueado bruscamente en medio al tránsito o incluso la inteligencia más o menos sofisticada tienen sus raíces en la genética – y específicamente, en las consecuencias de los movimientos de secuencias de ADN capaces de saltar de un punto a otro del genoma, llamadas retrotransposones.

Dependiendo de dónde se estacionan, estos elementos móviles pueden activar o silenciar a los genes responsables de la diferenciación de las células neuronales, precursoras de las neuronas. Se forma así un mosaico de neuronas, que se traduce en una mayor o menor habilidad de emocionarse ante un cuadro o de resolver un problema de física. Este estudio, realizado por un equipo del Instituto Salk de Estados Unidos, contó con la participación de dos biólogos brasileños: Alysson Muotri y Maria Carolina Marchetto, y abre perspectivas de profundizar la investigación de enfermedades tales como el autismo y la esquizofrenia, que podrían ser producto aparentemente de las posiciones donde se asientan los retrotransposones. “Nuestra hipótesis es que los saltos de los retrotransposones en las células nerviosas adultas pueden estar contribuyendo a generar diversidad de neuronas del cerebro, dando adaptabilidad y contribuyendo para que cada individuo tenga un cerebro único”, comenta Maria Carolina.

Este trabajo, publicado en la edición de 16 de mayo de la revista Nature, tiene también otros méritos. En primer lugar confirma el valor de los genes saltadores como elementos controladores del genoma. La genetista estadounidense Barbara McClintock había descubierto hace 60 años a los genes saltadores y lanzado esa idea al estudiar los orígenes de la variación de los colores del maíz, pero fue olvidada durante casi 40 años, hasta ganar el Premio Nobel de Medicina en 1983. Aunque otros estudios mostraron esa habilidad de interferir en las características de un ser vivo, los retrotransposones seguían siendo un tanto mal vistos: se sospechaba que podrían ser genes egoístas y parásitos, así llamados porque se moverían con el objetivo exclusivo de la autorreplicación, sin ninguna contribución al organismo – una hipótesis sostenida por el hecho de que sus movimientos ya han sido verificados en células germinativas (óvulos y espermatozoides) y en tumores, pero nunca hasta ahora en células somáticas, en especial en el cerebro.

Asimismo, este estudio apunta pistas acerca de cómo funciona uno de los tipos de retrotransposones: los Line-1 ó  L1, que ocupan alrededor del 20% del genoma de los mamíferos. Y otras ideas han pasado por nuevos ajustes. “Se pensaba que las regiones génicas que contienen genes ligados al sistema nervioso estaban protegidas contra estos elementos móviles del ADN”, comenta Marie-Anne van Sluys, experta en elementos móviles que trabaja en el Instituto de Biociencias de la Universidad de São Paulo (USP). Pero los L-1 crean copias de sí mismos y se encajan exactamente en las regiones del ADN más ricas en genes responsables de la formación de las células nerviosas, favorecidos por un momento en que los genes están siendo copiados y el ADN se encuentra un tanto enrollado.

Específicos
Pero, ¿por qué los L1 buscaron precisamente a los genes cuya actividad determina el futuro de las células nerviosas? “Aparentemente”, comenta Carlos Menck, docente del Instituto de Ciencias Biomédicas de la USP, quien dirigió el doctorado de Muotri y de Maria Carolina, “los L1 parecen ser específicos, al modular la expresión de genes de células diferenciadas”. Y no serían los primeros: otros estudios ya habían demostrado que otros tipos de elementos móviles regulan la expresión de genes durante la formación del embrión. Según Menck, estos estudios podrían reunir indicios de un proceso no necesariamente aleatorio, sino de algún mecanismo que acciona los retrotransposones en un momento específico.

El trabajo de los brasileños en el laboratorio de Fred Gage en el Instituto Salk mostró que los L1 actúan más libremente cuanto menor sea la actividad de genes conocidos como Sox2. Los Sox2 podrían ser no solamente bloqueadores casuales de estos retrotransposonses, sino actores intermedios de ese mecanismo de activación o bloqueo de genes de las neuronas, que resultarían en neuronas que harían más o menos conexiones entre sí, redundando en un plano más amplio en animales o seres humanos con comportamientos distintos – más agresivos o más pacíficos, o, de manera general, capaces de responder de manera diferente a un estímulo.

Tales conclusiones resultan de ensayos realizados en ratones transgénicos, que cargaban copias de un L1 activo humano, marcadas con una proteína verde fluorescente. Así, las células en cuyo ADN se implantasen se volverían verdes. Una vez realizado el experimento, “solamente quedarían verdes las células del cerebro y las células germinativas”, comenta Muotri. Ninguno de los animales tenía las mismas células verdes – una señal indicativa de que la interacción con el ambiente y una buena dosis de azar siguen siendo decisivas para determinar el futuro de las neuronas. Es un juego de resultados inciertos: “Incluso animales genéticamente idénticos”, dice Muotri, “tiene cerebros diferentes”.

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