Una sola mutación en los genes de nuestros ancestros podría ser la responsable del gran tamaño del cerebro humano. Ese cambio generó una corteza cerebral dos veces más grande, transformando al gran simio en el ser humano. La variante del gen solo se encuentra en humanos modernos, neandertales y otros homínidos primitivos.
Hace unos cinco millones de años se produjo una separación genética entre el chimpancé y el ancestro de los humanos modernos, un hecho ya conocido. Sin embargo, un estudio alemán publicado esta semana en Science Advances afirma que la mutación decisiva ocurrió un millón de años después, en el gen ARHGAP11B, lo que incrementó drásticamente el tamaño de la corteza cerebral. En este gen, una “C” fue reemplazada por una “G”.
¿Un tipo de bonobo?
¿Seguiríamos siendo una especie de chimpancé o bonobo sin esa mutación? “Esa afirmación es demasiado tajante”, comenta Wieland Huttner, uno de los investigadores. “No sabemos cómo habría sido la evolución humana sin ella. Además, hasta ahora solo hemos probado el efecto en ratones”.
Durante el desarrollo fetal, miles de genes intervienen en la formación del cerebro, tanto en ratones como en humanos. En muchos aspectos, el desarrollo es paralelo entre mamíferos. Los neurocientíficos llevan años intentando identificar la diferencia genética que separa a los humanos de los demás animales, con escasos resultados.
Crecimiento de la corteza
El gen humano ARHGAP11B parece desempeñar un papel crucial. En todos los embriones de mamíferos, las células cerebrales se originan a partir de células progenitoras basales (BP) que forman la zona subventricular, una capa de la corteza altamente plegada. ARHGAP11B produce muchas más células BP, duplicando la capa subventricular y, por consiguiente, el grosor y la densidad de la corteza.
Marta Florio y su equipo, de varios Institutos Max Planck en Alemania, descubrieron este efecto el año pasado y ahora han profundizado en el nivel del ADN. El gen humano proviene de un gen ancestral, ARHGAP11A, presente en numerosas especies, incluso en la levadura.
Duplicación
La variante humana es, en gran medida, una duplicación del gen original. La duplicación génica puede ocurrir cuando, durante la división celular, un gen se copia dos veces; existen varios ejemplos conocidos. Es probable que este proceso ya hubiera ocurrido cuando el ancestro humano se separó evolutivamente del chimpancé.
Sin embargo, la duplicación por sí sola no duplica la capa subventricular. Los investigadores encontraron que, en una posición del ARHGAP11B, la “C” (cisteína) fue sustituida por una “G” (guanina). Como resultado, una parte del gen deja de leerse y una proteína que inhibe la división de las células BP desaparece, lo que favorece su proliferación.
Esta mutación podría haber desencadenado el rápido crecimiento de nuestros cerebros hace unos cuatro millones de años. Si una simple sustitución puede dar al cerebro un “turbo”, ¿por qué solo ocurrió en el linaje humano? Huttner responde: “Ninguna otra especie posee este gen duplicado, por lo que la mutación no puede ocurrir en otros animales”.
ADN fósil
Si la variante del gen tiene millones de años, debió originarse en un ancestro temprano del que descienden todos los homínidos conocidos. Afortunadamente, el ADN fósil de varios parientes de Homo sapiens ha sido preservado y secuenciado, y sus secuencias están disponibles en bases de datos en línea. Esto permitió a los investigadores confirmar que neandertales y denisovanos también portan la variante humana ARHGAP11B. En todos los humanos modernos cuyo ADN ha sido analizado, está presente ARHGAP11B y no ARHGAP11A.
Con técnicas de edición genética como CRISPR/Cas9 es posible introducir genes extranjeros de forma muy eficaz. Huttner comenta: “En nuestro laboratorio estamos analizando ratones que expresan el gen humano ARHGAP11B”. No reveló si esos ratones presentan cerebros más grandes o mayor inteligencia: “Publicaré esos resultados en una publicación científica”.
