?Por qu¨¦ somos m¨¢s inteligentes que las ranas?

El tama?o del cerebro y su complejidad var¨ªa enormemente entre los vertebrados, pero no est¨¢ claro c¨®mo surgieron estas diferencias.

Benjamin Blencowe, profesor del Centro Donnelly de la Universidad de Toronto, y su equipo, han descubierto c¨®mo un peque?o cambio en una prote¨ªna llamada PTBP1 puede estimular la creaci¨®n de neuronas y determinar la evoluci¨®n del cerebro de los mam¨ªferos, hasta haberse convertido en los m¨¢s grandes y m¨¢s complejos entre los vertebrados. El art¨ªculo se publica en la revista Science.

Los seres humanos y las ranas, por ejemplo, han evolucionado por separado durante 350 millones de a?os y tienen habilidades cerebrales muy diferentes. Sin embargo, los cient¨ªficos han demostrado que utilizan un repertorio de genes notablemente similares para construir ¨®rganos en el cuerpo. Entonces, ?c¨®mo un n¨²mero similar de genes, que se conecta o desconecta de manera similar en diversas especies de vertebrados, genera ¨®rganos con tama?os y complejidad tan diversa?

La clave radica, seg¨²n el grupo de expertos, en el proceso conocido como empalme alternativo (AS, por sus siglas en ingl¨¦s), por el que los productos g¨¦nicos se ensamblan en prote¨ªnas, que son los componentes b¨¢sicos de la vida.

El juego de LEGO de las prote¨ªnas

Durante el AS, los fragmentos de genes ¨Cllamado exones¨C se entremezclan para crear diferentes formas de prote¨ªnas. Es como un LEGO, donde pueden faltar algunos fragmentos en la forma final de la prote¨ªna.

El AS permite a las c¨¦lulas generar m¨¢s de una prote¨ªna a partir de un ¨²nico gen, de modo que el n¨²mero total de prote¨ªnas diferentes en una c¨¦lula supera en gran medida el n¨²mero de genes disponibles. La capacidad de una c¨¦lula para regular la diversidad de prote¨ªnas en un momento dado refleja su capacidad de asumir diferentes roles en el cuerpo.

Un trabajo previo de Blencowe y su equipo mostr¨® que la prevalencia de AS aumenta con la complejidad de los vertebrados. Por lo tanto, aunque los genes en los cuerpos de los vertebrados pueden ser similares, las prote¨ªnas son mucho m¨¢s diversas en animales como mam¨ªferos, que en aves y ranas. Adem¨¢s, en ninguna parte el AS est¨¢ tan extendido como en el cerebro.

?C¨®mo un n¨²mero similar de genes, que se conecta o desconecta de manera similar en diversas especies de vertebrados, genera ¨®rganos con tama?os y complejidad tan diversa?

"Quer¨ªamos ver si el empalme alternativo pod¨ªa transferir diferencias morfol¨®gicas en el cerebro de las diferentes especies de vertebrados", dice Serge Gueroussov, estudiante graduado en el laboratorio de Blencowe y autor principal del estudio.

Gueroussov ayud¨® previamente a identificar PTBP1 como una prote¨ªna que toma una forma distinta en los mam¨ªferos, adem¨¢s de ser com¨²n a todos los vertebrados. Esta segunda forma de PTBP1 de los mam¨ªferos es m¨¢s corta.

El cient¨ªfico mostr¨® que en las c¨¦lulas de los mam¨ªferos, la presencia de la versi¨®n m¨¢s corta de PTBP1 desencadena una cascada de eventos AS, inclinando la balanza del equilibrio proteico de modo que una c¨¦lula se convierte en una neurona. Adem¨¢s, cuando Gueroussov dise?¨® c¨¦lulas de pollo con la versi¨®n corta de la prote¨ªna PTBP1, desencaden¨® eventos propios de los mam¨ªferos.

"Una implicaci¨®n interesante de nuestro trabajo es que este cambio en particular entre las dos versiones de PTBP1 podr¨ªa haber afectado al tiempo en el que las neuronas se generan en el embri¨®n, de manera que se crean diferencias en la complejidad morfol¨®gica y en el tama?o del cerebro", concluye Blencowe.