Un espa?ol identifica unos genes que act¨²an en la formaci¨®n del tubo digestivo

Son tan s¨®lo tres genes y reciben el nombre de ParaHox. Cuando se expresan, en la fase de desarrollo embrionario, podr¨ªan desencadenar el conjunto de procesos que llevar¨¢n a la formaci¨®n del tubo digestivo siguiendo un orden preestablecido de la cabeza a la cola. El hallazgo, publicado el pasado 30 de abril por la revista cient¨ªfica Nature, podr¨ªa dar al traste con algunas de las ideas formalmente aceptadas del origen evolutivo de los animales superiores, al tiempo que abrir nuevas expectativas en el conocimiento de los genes en los vertebrados, incluido el hombre. El art¨ªculo est¨¢ firmado por los brit¨¢nicos Nina Brooke y Peter Holland, de la Universidad de Reading (Reino Unido), y el espa?ol Jordi Garc¨ªa-Fern¨¢ndez, del departamento de Gen¨¦tica de la Facultad de Biolog¨ªa (Universidad de Barcelona).

La identificaci¨®n de los genes ParaHox ha sido posible gracias a los trabajos llevados a cabo en el anfioxo, un peque?o animal apenas diferenciado y que est¨¢ considerado como el ancestro m¨¢s cercano en la l¨ªnea evolutiva a los vertebrados. Seg¨²n se ha podido ver, estos genes forman lo que se denomina un cluster o complejo g¨¦nico, es decir, se agrupan en una zona concreta del genoma siguiendo un orden determinado, de modo que el primero de ellos dirige la formaci¨®n del tubo digestivo en su parte inicial, y el ¨²ltimo, en la final.

Inc¨®gnita

Su origen, sin embargo, es una inc¨®gnita. Casi tanto como para los llamados genes Hox, descritos por vez primera mediada la d¨¦cada de los ochenta en la mosca del vinagre y para los que Garc¨ªa-Fern¨¢ndez y Holland, entonces en Oxford, demostraron en 1994 su relaci¨®n con la complejidad de los vertebrados. ?En 1994 tratamos de ver si los vertebrados son seres complejos porque cuentan con cuatro complejos Hox y el anfioxo es simple porque s¨®lo dispone de uno?, explica el espa?ol.Para ello debieron comprobar que, efectivamente, el anfioxo cuenta con un solo grupo de genes Hox y que, adem¨¢s, es similar a los cuatro de los vertebrados. Los resultados de la investigaci¨®n, tambi¨¦n en Nature, demostraron ambos extremos y consolidaron al anfioxo como el ?ancestro de los vertebrados?, desde el punto de vista morfol¨®gico y gen¨¦tico, as¨ª como un modelo b¨¢sico de estudio para los genes que desencadenan la diversificaci¨®n del organismo en su direcci¨®n anteroposterior (de la cabeza a la cola). Los genes Hox est¨¢n implicados al menos en la formaci¨®n del esqueleto, la musculatura y el sistema nervioso de cada una de las partes. ?Cada uno de estos genes (13 en un ¨²nico complejo en el anfioxo y 39 en cuatro complejos en los seres humanos) se ocupa por entero de promover una parte?, indica Garc¨ªa-Fern¨¢ndez.

La aparici¨®n de los genes ParaHox, reunidos en un ¨²nico complejo, permite especular a los cient¨ªficos. Sus funciones corresponden a las de animales con un cierto grado de evoluci¨®n, en este caso los que adem¨¢s de tubo digestivo disponen, por ejemplo, de sistema nervioso, por lo que ser¨ªa factible pensar que guardan relaci¨®n con un salto evolutivo.

Por otra parte, se?ala el investigador espa?ol, el anfioxo s¨®lo dispone de tres de estos genes, mientras que en los vertebrados se han localizado seis, lo que alimenta, en su opini¨®n, una nueva explicaci¨®n para el origen de estos ¨²ltimos gracias a una duplicaci¨®n del genoma. Holland y Garc¨ªa-Fern¨¢ndez sostienen en las p¨¢ginas de Nature que las primeras formas animales que poblaron la tierra dispon¨ªan de un solo gen Hox ancestral, y que ¨¦ste se duplic¨® en el tiempo hasta formar un complejo de cuatro genes al que llaman ProtoHox.

C¨¢mbrico

Este complejo se habr¨ªa duplicado durante el periodo c¨¢mbrico (hace unos 550 millones de a?os) dando lugar a los complejos Hox y ParaHox, como los que se encuentran en el anfioxo. ?El complejo ParaHox ha perdido uno de sus genes?, aclara Garc¨ªa-Fern¨¢ndez, ?mientras que los Hox fueron aumentando su n¨²mero hasta un m¨¢ximo de 13?. Posteriores duplicaciones de ambos complejos dar¨ªan lugar a los vertebrados.La duplicaci¨®n del complejo ProtoHox pudo coincidir, seg¨²n Garc¨ªa-Fern¨¢ndez, con la llamada explosi¨®n c¨¢mbrica, periodo en el que aparece un elevado n¨²mero de nuevos filums animales. De confirmarse esta teor¨ªa, que ya ha suscitado cr¨ªticas entre los evolucionistas m¨¢s ortodoxos, los ancestros de las distintas formas animales que hoy conocemos deber¨ªan su origen a una duplicaci¨®n del genoma que dar¨ªa lugar a m¨²ltiples formas animales que sobrevivieron y se adaptaron a su entorno al encontrar condiciones ambientales propicias.

?La duplicaci¨®n del genoma no es un fen¨®meno extra?o en la naturaleza?, dice el investigador. Lo que no es frecuente, a?ade, es que el organismo resultante sea viable. ?Muchos de los abortos que se producen en los mam¨ªferos se deben a que hay una duplicaci¨®n de los cromosomas?. Pero si el embri¨®n sobrevive dando lugar a un ser viable, estar¨ªamos frente a un animal con genes extra, cuya supervivencia depender¨ªa de las condiciones ambientales. Eso es lo que pudo suceder durante la explosi¨®n c¨¢mbrica.

La teor¨ªa expuesta por Garc¨ªa-Fern¨¢ndez y Holland topa con una dificultad por ahora insalvable: no se ha hallado ning¨²n organismo en el registro f¨®sil que permita confirmar los saltos evolutivos del genoma. La ¨²nica posibilidad, explica el investigador espa?ol, ser¨ªa localizar un ancestro del anfioxo perteneciente al periodo prec¨¢mbrico que cumpliera con estos requisitos. Por otra parte, no son pocos los autores que dudan de la existencia de la explosi¨®n c¨¢mbrica.