Embriones de ratón usados en el estudio. Las zonas azules indican dónde se activa el gen humano AUTS2 durante el desarrollo. Ahituv dice haber creado embriones similares con la variante neandertal del gen. / Plos Genetics

Fuente: Materia | Nuño Domínguez | 28 de enero de 2013

Un científico de EEUU asegura haber creado embriones de ratones que llevan en su cerebro genes neandertales. El objetivo de su estudio, aún no publicado, es aclarar qué regiones del ADN humano fueron responsables de la aparición de nuestra especie, los Homo sapiens.

“Estamos desarrollando experimentos en los que comparamos las versiones neandertal y humana de elementos reguladores específicos para ver si causan diferencias funcionales”, explica a Materia Nadav Ahituv (izquierda),investigador de la Universidad de California en San Francisco. El trabajo no tendría nada de especial si no fuera por que los embriones de ratón de Ahituv llevarían en sus células ADN que existió por última vez hace unos 30.000 años, cuando vivieron los últimos neandertales.

El investigador se centra en AUTS2, un gen que en los humanos actuales desencadena autismo y otras enfermedades neurológicas si está mutado. El trabajo de Ahituv demuestra que las versiones sanas de AUTS2 son claves para el correcto desarrollo del cerebro. Además, la versión de este gen que llevamos los humanos modernos es muy diferente de la que tenían los neandertales, por lo que podría explicar qué hace únicas a estas dos especies.

¿Es el autismo un precio evolutivo que los sapiens tuvieron que pagar a cambio de desarrollar el cerebro más complejo que se conoce? “Es una  posibilidad, aunque hace falta más investigación para comprobarlo”, señala Ahituv. “Es muy interesante que otros genes como DYRK1A, NRG3 y CADPS2, que son muy importantes para la capacidad cognitiva humana y la interacción social, también sean muy diferentes entre humanos modernos y neandertales”, añade.

Como dos gotas de agua

Durante más de  siglo y medio, la única manera de comparar a los humanos modernos con sus primos neandertales fue estudiar sus fósiles. Al principio las comparaciones  fueron insultantes y dibujaron un neandertal bruto, encorvado, primitivo, inferior. En las últimas décadas esa visión se ha derrumbado y los nuevos hallazgos han demostrado que los neandertales eran excepcionales cazadores, podían hablar, enterraban a sus muertos e incluso creaban símbolos que apuntan hacia un pensamiento complejo. Tanta era la similitud entre ambas especies que tuvieron hijos híbridos como resultado de miles de cruces.  No obstante, aquella especie que vivió durante más de 200.000 años en Europa se extinguió poco después de que los sapiens llegaran al continente, sin que se sepa muy bien por qué.

En la primera década de este siglo, un puñado de científicos comenzó a rescatar ADN de restos humanos cada vez más antiguos hasta que, en 2010, pudieron extraer el genoma completo del neandertal a partir de varios fósiles. Frente a frente, los sapiens y los neandertales resultaron compartir como poco el 99,5% de su genoma, casi dos gotas de agua en el mar de la evolución. Hasta un 4% de todo el ADN de los sapiens es neandertal, demostraron los datos. Los científicos de medio mundo se lanzaron entonces a una carrera para ser los primeros en identificar qué genes fueron los responsables de crear dos especies distintas partiendo de un genoma casi idéntico.

La comparación delató en torno a una docena de genes diferentes entre ambas especies. Los cambios más llamativos se daban en aquellos relacionados con el desarrollo cerebral y uno de los más destacados era AUTS2.  De hecho este gen era el que más cambios parecía haber acumulado desde que neandertales y sapiens se separaron como especies, es decir, una gran diana para desentrañar qué hizo sapiens a los sapiens.

En un nuevo estudio publicado en PLOS Genetics, Ahituv desvela cómo funciona este gen. El equipo ha estudiado el AUTS2 y sus defectos en el desarrollo usando peces cebra y ratones. Cuando AUTS2 está dañado, los peces sufren serios problemas cognitivos. Cuando el funcionamiento del gen se bloquea, los animales desarrollan menos neuronas y cabezas más pequeñas que otros sanos.

Cerebro de ratón, ADN de neandertal

La clave de la dualidad AUST2 parece estar en unas zonas llamadas regiones reguladoras. Se trata de fragmentos de ADN que en condiciones normales intensifican el funcionamiento del gen y cuando están dañadas lo desbaratan. Los enfermos de autismo examinados por Ahituv tenían defectos en algunas de esas regiones. Por el contrario las versiones intactas de esas regiones favorecen el desarrollo cerebral si se inyectan en embriones de ratón. Lo más interesante es que es en estas regiones reguladoras donde hay más diferencias entre sapiens y neandertales.

Ahora Ahituv quiere averiguar qué efecto tiene para los  ratones llevar en el cerebro la versión sapiens o la neandertal. Para ello dice haber creado embriones que llevan la versión neandertal del AUTS2, un gen que existió por última vez hace unos 30.000 años. A simple vista, señala, el aspecto de los embriones con ADN sapiens es muy parecido a los que llevan material genético neandertal. Tras esa aparente similitud pueden estar sucediendo procesos biológicos que den nuevas pistas sobre los cerebros de una y otra especie, aunque “aún es demasiado pronto para saberlo”, reconoce Ahituv, que aún no ha recabado datos suficientes como para publicar un estudio sobre el tema. Su equipo se limita a estudiar el desarrollo embrionario, así que sus embriones de ratones neandertalizados son eliminados a los 12 días de desarrollo.

Otros equipos trabajan para crear colonias de ratones neandertalizados adultos. Uno de ellos es el del genetista Carles Lalueza-Fox (izquierda), que fue uno de los expertos que participó en la secuenciación del genoma neandertal. “Sería increíble ver un animal vivo con funciones producidas por un gen neandertal”, reconoce el experto. Su equipo está desarrollando esos ratones. Primero hay que lograr un ratón Knock-out, es decir, que tenga uno de sus genes noqueados, sin función. En un segundo paso se generaría un Knock-in, es decir, en lugar del gen de ratón que se noqueó se introduce uno de neandertal. “Es un proceso que lleva unos tres años así que en 2013 podrían aparecer los primeros ejemplos”, asegura.

Lalueza-Fox reconoce una gran incógnita en todos estos estudios, incluido el de Ahituv. “Es posible que los cambios genéticos generados no tengan un resultado observable”. En tal caso, el secreto evolutivo de ambas especies seguiría siendo un misterio durante muchos años.

Referencia:

'Function and Regulation of AUTS2, a Gene Implicated in Autism and ...

Post de Terrae Antiqvae relacionado:

* Profesor de genética propone revivir a los neandertales por clona... (21/01/2013)