Un cambio gen\u00e9tico en nuestros ancestros antiguos puede explicar en parte por qu\u00e9 los humanos no tienen cola como los monos, seg\u00fan un nuevo estudio dirigido por investigadores de la Facultad de Medicina Grossman de la Universidad de Nueva York. Publicado en l\u00ednea el 28 de febrero como art\u00edculo de portada de la revista Nature, el trabajo compar\u00f3 el ADN de simios y humanos sin cola con el de monos con cola, y encontr\u00f3 una inserci\u00f3n de ADN compartido por simios y humanos, pero que falta en los monos. Cuando el equipo de investigaci\u00f3n dise\u00f1\u00f3 una serie de ratones para examinar si la inserci\u00f3n, en un gen llamado TBXT, afectaba sus colas, encontraron una variedad de efectos en la cola, incluidos algunos ratones que nacieron sin cola.<\/p>\n\n\n\n
“Nuestro estudio comienza a explicar c\u00f3mo la evoluci\u00f3n elimin\u00f3 nuestras colas, una pregunta que me ha intrigado desde que era joven”, dice el autor correspondiente del estudio, Bo Xia, Ph.D., estudiante en el momento del estudio en los laboratorios de estudio senior. Los coautores Jef D. Boeke, Ph.D. e Itai Yanai, Ph.D. en la Facultad de Medicina Grossman de la Universidad de Nueva York. Xia es ahora miembro junior de la Sociedad de Becarios de Harvard e investigador principal en el Broad Institute del MIT y Harvard.<\/p>\n\n\n\n
Trabajos anteriores hab\u00edan relacionado m\u00e1s de 100 genes con el desarrollo de colas en varias especies de vertebrados, y los autores del estudio plantearon la hip\u00f3tesis de que la p\u00e9rdida de la cola se produc\u00eda a trav\u00e9s de cambios en el c\u00f3digo del ADN (mutaciones) de uno o m\u00e1s de ellos. Sorprendentemente, dicen los autores del estudio, el nuevo estudio encontr\u00f3 que las diferencias en las colas no provienen de mutaciones TBXT, sino de la inserci\u00f3n de un fragmento de ADN llamado AluY en el c\u00f3digo regulador del gen en los ancestros de los simios y los humanos.<\/p>\n\n\n\n
Profunda sorpresa Adem\u00e1s, los genomas de los animales vertebrados evolucionaron para presentar un empalme alternativo, en el que un solo gen puede codificar m\u00e1s de una prote\u00edna omitiendo o agregando secuencias de exones. M\u00e1s all\u00e1 del empalme, el genoma humano se volvi\u00f3 a\u00fan m\u00e1s complejo al evolucionar para incluir “innumerables” interruptores, parte de la “materia oscura” poco entendida que activa genes en diferentes niveles en diferentes tipos de c\u00e9lulas.<\/p>\n\n\n\n Otros trabajos han demostrado que la mitad de esta “materia oscura” no gen\u00e9tica del genoma humano, que se encuentra tanto entre los genes como dentro de los intrones, consiste en secuencias de ADN muy repetidas. Adem\u00e1s, la mayor\u00eda de estas repeticiones consisten en retrotransposones, tambi\u00e9n llamados “genes saltarines” o “elementos m\u00f3viles”, que pueden moverse e insertarse repetida y aleatoriamente en el c\u00f3digo humano.<\/p>\n\n\n\n Al reunir estos detalles, el estudio actual encontr\u00f3 que la inserci\u00f3n del transpos\u00f3n de inter\u00e9s, AluY, que afect\u00f3 la longitud de la cola, se hab\u00eda producido aleatoriamente en un intr\u00f3n dentro del c\u00f3digo TBXT. Aunque no cambi\u00f3 una porci\u00f3n de codificaci\u00f3n, la inserci\u00f3n del intr\u00f3n, seg\u00fan demostr\u00f3 el equipo de investigaci\u00f3n, influy\u00f3 en el empalme alternativo, algo no visto antes, para dar como resultado una variedad de longitudes de cola. Xia encontr\u00f3 una inserci\u00f3n de AluY que permanec\u00eda en la misma ubicaci\u00f3n dentro del gen TBXT en humanos y simios, lo que result\u00f3 en la producci\u00f3n de dos formas de ARN TBXT. Teorizan que uno de ellos contribuy\u00f3 directamente a la p\u00e9rdida de cola.<\/p>\n\n\n\n “Este hallazgo es notable porque la mayor\u00eda de los intrones humanos llevan copias de ADN repetitivos y saltantes sin ning\u00fan efecto sobre la expresi\u00f3n gen\u00e9tica, pero esta inserci\u00f3n particular de AluY hizo algo tan obvio como determinar la longitud de la cola”, dijo Boeke, directora del Instituto Sol y Judith Bergstein de Gen\u00e9tica de Sistemas en NYU Langone Health.<\/p>\n\n\n\n Se cree que la p\u00e9rdida de la cola en el grupo de primates que incluye gorilas, chimpanc\u00e9s y humanos ocurri\u00f3 hace unos 25 millones de a\u00f1os, cuando el grupo evolucion\u00f3 a partir de los monos del Viejo Mundo, dijeron los autores. Despu\u00e9s de esta divisi\u00f3n evolutiva, el grupo de simios que incluye a los humanos actuales desarroll\u00f3 la formaci\u00f3n de menos v\u00e9rtebras de la cola, dando lugar al c\u00f3ccix o coxis. Aunque el motivo de la p\u00e9rdida de la cola es incierto, algunos expertos proponen que podr\u00eda adaptarse mejor a la vida en el suelo que en los \u00e1rboles.<\/p>\n\n\n\n Cualquier ventaja que surgiera de la p\u00e9rdida de cola probablemente fuera poderosa, dicen los investigadores, porque puede haber ocurrido a pesar de tener un costo. Los genes a menudo influyen en m\u00e1s de una funci\u00f3n del cuerpo, por lo que los cambios que aportan una ventaja en un lugar pueden ser perjudiciales en otro. Espec\u00edficamente, el equipo de investigaci\u00f3n encontr\u00f3 un peque\u00f1o aumento en los defectos del tubo neural en ratones con la inserci\u00f3n del estudio en el gen TBXT.<\/p>\n\n\n\n “Experimentos futuros probar\u00e1n la teor\u00eda de que, en una antigua compensaci\u00f3n evolutiva, la p\u00e9rdida de una cola en los humanos contribuy\u00f3 a los defectos cong\u00e9nitos del tubo neural, como los relacionados con la espina b\u00edfida, que se observan hoy en uno de cada mil reci\u00e9n nacidos humanos”, dijo Yanai, tambi\u00e9n en el Instituto de Gen\u00e9tica de Sistemas.<\/p>\n\n\n\n
<\/strong>El nuevo hallazgo procede del proceso mediante el cual las instrucciones gen\u00e9ticas se convierten en prote\u00ednas, las mol\u00e9culas que forman las estructuras y se\u00f1ales del cuerpo. El ADN se “lee” y se convierte en un material relacionado en el ARN y, en \u00faltima instancia, en ARN mensajero maduro (ARNm), que produce prote\u00ednas. En un paso clave que produce ARNm, se cortan del c\u00f3digo secciones “espaciadoras” llamadas intrones, pero antes de eso gu\u00edan la uni\u00f3n (empalme) solo de las secciones de ADN, llamadas exones, que codifican las instrucciones finales.<\/p>\n\n\n\n