Una mutación en los genes de nuestros antepasados puede ser responsable del gran cerebro que tenemos los humanos. Ese cambio dio como resultado una corteza cerebral dos veces más grande y con ella lo que transformó al gran simio en un ser humano. En esta variante, el gen sólo aparece en los humanos modernos, en los neandertales y otros humanos primordiales.
Hace unos cinco millones de años, surgió una división genética entre el chimpancé y el antepasado de los humanos modernos. Eso se sabe desde hace mucho tiempo. Pero una investigación alemana publicada esta semana en Science Advances Según parece, hasta un millón de años después se produjo la mutación decisiva en el gen ARHGAP11B, que aumentó considerablemente el tamaño de la corteza cerebral. Una C fue reemplazada por una G en un gen para el desarrollo del cerebro.
Una especie de bonobo
¿Seguirían siendo los humanos una especie de chimpancé o bonobo sin esta mutación? "Es una afirmación demasiado fuerte", afirmó Wieland Huttner, uno de los investigadores. “No sabemos cómo habría sido la evolución humana sin esta mutación. Tenga en cuenta que hasta ahora sólo hemos experimentado con ratones”.
Miles de genes están involucrados en el desarrollo del cerebro durante el crecimiento de un feto, pero esto se aplica tanto a los ratones como a los humanos. Y en muchos sentidos, el desarrollo en humanos y otros mamíferos es paralelo. Los investigadores del cerebro han intentado durante mucho tiempo (y con poco éxito) identificar la diferencia genética entre humanos y animales.
Crecimiento de la corteza
El gen humano específico ARHGAP11B parece desempeñar un papel crucial en esto. En todos los embriones de mamíferos, durante el crecimiento de la corteza (la capa exterior muy plegada del cerebro), las células cerebrales surgen de células precursoras, las células progenitoras basales (células BP). Pero ARHGAP11B crea muchas más células BP, que duplican una capa completa de la corteza, la zona subventricular. La corteza cerebral adquiere así el doble de espesor y se vuelve más rica en células cerebrales.
Marta Florio y sus colegas de varios institutos Max Planck en Alemania ya lo habían descubierto el año pasado, pero ahora también han explorado cómo funciona hasta el nivel del ADN. El gen humano se deriva de un gen antiguo, ARHGAP11A, que se encuentra en muchas especies animales, incluso en el organismo unicelular levadura.
Duplicar
La variante humana es en gran medida una duplicación del gen antiguo. La duplicación de genes puede ocurrir en casos raros si un gen se lee y copia dos veces durante la división celular; Hay ejemplos más conocidos. Es posible que esto ya haya sucedido cuando el antepasado del hombre se separó evolutivamente del chimpancé.
Pero esto no es suficiente para duplicar también la capa subventricular en la corteza. Los investigadores encontraron que en un lugar en ARHGAP11B, en comparación con el gen primario, una "letra" C (la molécula cisteína) ha sido reemplazada por una "letra" G (la molécula guanina). Como resultado, ya no se lee una parte completa del gen y ya no se produce una determinada proteína. Debido a que esta proteína inhibe la división de las células BP, el reemplazo CG la estimula.
Esta puede ser la mutación que inició el crecimiento frenético de nuestro cerebro hace unos cuatro millones de años. Si realmente es así de simple darle a tu cerebro ese impulso, ¿por qué solo sucedió en el antepasado de los humanos? Huttner:"Ninguna otra especie animal tiene ese gen 'duplicado', por lo que no puede producirse esa mutación."
ADN fósil
Si esta variante genética tiene millones de años, debe haberse originado en un ancestro humano primitivo del que descienden todos los homínidos conocidos. Afortunadamente, se ha conservado y leído el ADN fósil de varios de los primos del Homo Sapien, y esos pedidos de cartas se encuentran en bases de datos en línea. Esto facilitó a los investigadores comprobar que los neandertales y los denisovanos también son portadores de la variante genética humana ARHGAP11B. Además, en todos los humanos modernos cuyo ADN se lee y está disponible, está presente el gen ARHGAP11B, no ARHGAP11A.
Con nuevas técnicas de modificación genética, como Crispr/Cas9, es posible incorporar de forma muy eficaz genes extraños a un organismo. Huttner:“Esto es lo que estamos haciendo en nuestro laboratorio ahora mismo. Estamos analizando ratones con un gen humano ARHGAP11B funcional”. No quiere decir nada sobre si estos ratones también tienen otros cerebros y son más inteligentes:“Publicaré esos resultados en una publicación científica”.
