"Los vertebrados son complejos seguramente porque se multiplic¨® el genoma"

La firma de Jordi Garcia, un bi¨®logo de 30 a?os que se doctor¨® en 1992, ha aparecido ya dos veces en la revista brit¨¢nica Nature, la ¨²ltima suscribiendo un art¨ªculo que abre nuevas perspectivas a la comprensi¨®n de la evoluci¨®n de los vertebrados. Investigar en los puntos donde la evoluci¨®n parece haber dado un paso significativo es lo que interesa a este bi¨®logo barcelon¨¦s. De ah¨ª que se haya dedicado a estudiar un ser tan insignificante como el anfioxo, un animal con aspecto de triste filete de anchoa, que carece de ojos, de patas y de casi todo y cuya gran cualidad es ser considerado el m¨¢s inmediato precedente de los vertebrados.

Como el reptil y el hombre

Trabajando en Oxford con el profesor brit¨¢nico Peter Holland, Jordi Garcia ha aislado los genes hox de ese animal y ha comprobado que, efectivamente, son similares a los de un reptil, un rat¨®n o un hombre. Pero con una significativa diferencia: el anfioxo s¨®lo tiene un conjunto de genes hox y los vertebrados tienen cuatro."Esta constataci¨®n y una serie de datos procedentes de trabajos anteriores", explica Garc¨ªa, "hacen tentadora y plausible la hip¨®tesis de que las innovaciones morfol¨®gicas y el incremento en complejidad de los vertebrados fueron consecuencia de la cuadruplicaci¨®n, divergencia y adquisici¨®n de nuevas funciones de los clusters [conjuntos o complejos] hox y otros genes reguladores,". Y, prosiguiendo con su hip¨®tesis, considera razonable pensar que no s¨®lo fueron unos cuantos genes los que se multiplicaron por cuatro, sino "todo o gran parte del genoma, en dos duplicaciones que se sucedieron en un periodo evolutivamente corto".

Ese genoma que se multiplic¨® es muy probable que fuera parecido al del anfioxo actual, lo que hace especialmente interesante seguir investigando sobre este animal.

"Los hox", se?ala el bi¨®logo, "forman parte del tipo de genes cuya funci¨®n es poner en marcha programas gen¨¦ticos". Su papel es fundamental: cada hox define en las primeras fases del desarrollo embrionario c¨®mo es un fragmento del cuerpo del futuro animal -tanto la forma como los sistemas de ese fragmento- a lo largo del eje que va de la cabeza a la cola. En el cromosoma, estos genes est¨¢n agrupados y ordenados de tal forma que el primero define la parte m¨¢s pr¨®xima a la cabeza, el segundo el fragmento inmediatamente posterior y as¨ª hasta la cola. "Por qu¨¦ forman complejos y por qu¨¦ se da esa correspondencia ordenada son cuestiones de momento inexplicables", apunta.

"La variabilidad de los genes hox a lo largo de la evoluci¨®n de los animales", agrega, "es escasa, de tal manera que pueden hallarse correspondencias entre los de una mosca y un mam¨ªfero como el hombre". Una diferencia importante es el n¨²mero: las moscas tienen ocho, agrupados en un ¨²nico complejo; mientras que los mam¨ªferos poseen 38, agrupados en cuatro complejos de 13, aunque sean incompletos. "Fue para tratar de hallar el momento de la evoluci¨®n en que se produjo la cuadruplicaci¨®n del cluster por lo que decidimos estudiar el anfioxo, mucho m¨¢s pr¨®ximo a los vertebrados que los insectos y gusanos con los que se hab¨ªa trabajado".

Faltan tres

El resultado, publicado en la revista brit¨¢nica Nature el mes pasado ha sido notable: Garcia y Holland han aislado 10 genes hox del anfioxo, que guardan correspondencia. con los 10 primeros hox de los clusters de los mam¨ªferos. "Localizar los tres que faltan requiere una t¨¦cnica m¨¢s compleja, pero estamos convencidos de que, si existen, los hallaremos" asegura el bi¨®logo catal¨¢n.Un resultado pr¨¢ctico de la investigaci¨®n es que ahora se tiene un modelo "particularmente ¨²til de los vertebrados: es muy parecido y a la vez muy simple", precisa. Con la mosca, del vinagre -el primer animal en que se localizaron los hox, hace diez a?os- los estudios sobre estos genes han avanzado mucho porque al haber una sola copia de cada uno de ellos ha sido relativamente sencillo conocer con precisi¨®n sus funciones. Se crea un mutante que carezca de uno de los genes hox y se observa c¨®mo var¨ªa su forma. As¨ª han sido creadas extra?as moscas con cuatro alas. Con los vertebrados la cuesti¨®n se complica precisamente por poseer varias copias de cada gen hox: los cambios que experimenta un mutante de rat¨®n que carezca de uno de los genes hox no son tan claros porque su funci¨®n es en buena medida sustituida por otro similar.

"El modelo de mosca es simple pero est¨¢ demasiado alejado gen¨¦ticamente. El de anfioxo es igualmente simple pero est¨¢ mucho m¨¢s pr¨®ximo, por lo que puede ayudarnos mejor a entender las funciones de los genes hox en el desarrollo embrionario de los vertebrados, incluido el del ser humano", concluye Garcia.