Encuentran la diferencia clave entre el cerebro de los humanos y el de sus antepasados más cercanos
Los investigadores usan ratas de laboratorio para determinar la importancia de los seis cambios de aminoácidos en el desarrollo de la neocorteza cerebral, encargada de las capacidades cognitivas de los humanos.
Max Planck Institute of Molecular Cell Biology and Genetics
Un grupo de investigadores de instituciones científicas de Alemania revelaron que los cerebros de los humanos modernos tardaron más tiempo en desarrollarse que los de sus antepasados más cercanos, los neandertales, a pesar de que tienen tamaños similares, informó este viernes el Instituto Max Planck de Biología Celular Molecular y Genética (MPI-CBG, por sus siglas en inglés).
De acuerdo con los autores de la investigación, publicada en la revista Science Advances, alrededor de 100 aminoácidos, que son las moléculas que componen tanto las proteínas como los tejidos, sufrieron cambios cuando los neandertales y denisovanos evolucionaron en los seres humanos modernos.
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El significado biológico de los cambios de los aminoácidos es todavía desconocido, ya que no se sabe qué cambios se produjeron, en términos de desarrollo y función, entre humanos y neandertales. No obstante, los científicos aseguraron que seis de estos ocurrieron en tres proteínas que desempeñan una función importante en la segregación y distribución de los cromosomas en la división celular.
Las ratas de laboratorio comparten los mismos seis aminoácidos que los neandertales
Para determinar la importancia que podrían desempeñar estos seis cambios de los aminoácidos en el desarrollo de la neocorteza, que es la parte más grande de la capa externa del cerebro responsable de las capacidades cognitivas, se decidió realizar experimentos en ratones de laboratorio. Los roedores comparten con los neandertales los mismos seis aminoácidos dentro de las proteínas KIF18a, KNL1 y SPAG5. Mediante la utilización de la tecnología CRISPR-Cas9 (que se usa para cambiar piezas del ADN), los investigadores lograron sustituir los aminoácidos de los ratones por variantes humanas modernas.
"Encontramos que tres aminoácidos humanos modernos en dos de las proteínas provocan una metafase más larga, una fase en la que los cromosomas se preparan para la división celular. Esto da como resultado menos errores cuando los cromosomas se distribuyen a las células hijas de las células madre neurales, al igual que en los humanos modernos", indicó el científico Felipe Mora-Bermúdez.
Posteriormente, para verificar si los aminoácidos del neandertal tienen un efecto contrario, se decidió introducir las moléculas ancestrales en organoides, que son estructuras de tejido cerebral en miniatura que imitan el desarrollo temprano de un cerebro humano. Estos se obtuvieron a partir del cultivo de células madre embrionarias humanas.
"En este caso, la metafase se hizo más corta y encontramos más errores en la distribución cromosómica", señaló Mora-Bermúdez, quien aseguró que esto sugiere que los tres cambios de aminoácidos de los humanos modernos en las proteínas KIF18a y KNL1 son responsables de la menor cantidad de errores en la distribución cromosómica en comparación con los neandertales. Esto significa que, al tener más errores en la cantidad de cromosomas, las células pueden verse afectadas, llegando a provocar "trastornos como las trisomías y cáncer".
"Nuestro estudio implica que algunos aspectos de la evolución y función del cerebro humano moderno pueden ser independientes de su tamaño, ya que los neandertales y los humanos modernos tienen cerebros de dimensiones similares", comentó el investigador Wieland Huttner, aseverando que estos "hallazgos también sugieren que la función cerebral en los neandertales puede haber sido más afectada por errores cromosómicos que la de los humanos modernos". Sin embargo, en palabras del científico Svante Pääbo, son necesarios "estudios futuros para investigar si la disminución de la tasa de error afecta los rasgos humanos modernos relacionados con la función cerebral".
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