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| Los científicos han encontrado genes que pueden ayudar a las capacidades cognitivas de los pulpos. Crédito: (Getty Images) |
Los "genes saltarines", también conocidos como transposones o elementos transponibles, contribuyen ampliamente a la evolución de los genomas permitiendo innovaciones genómicas. Estas características se han asociado a la evolución, el funcionamiento y la complejidad del sistema nervioso. Una nueva investigación muestra que los mismos genes saltadores están activos tanto en el cerebro humano como en el de dos especies: el pulpo común (Octopus vulgaris) y el pulpo californiano (Octopus bimaculoides).
Los transposones son secuencias de ADN que se desplazan de un lugar a otro del genoma, barajando o duplicándose.
Estos elementos fueron identificados por primera vez hace más de cinco décadas por la genetista del Cold Spring Harbor Laboratory Barbara McClintock.
Por ejemplo, los transposones constituyen aproximadamente el 50% del genoma humano y hasta el 90% del genoma del maíz.
En la mayoría de los casos, estos elementos permanecen silenciosos: no tienen efectos visibles y han perdido su capacidad de movimiento.
Algunos están inactivos porque, a lo largo de generaciones, han acumulado mutaciones; otros están intactos, pero bloqueados por mecanismos de defensa celular.
Desde un punto de vista evolutivo, incluso estos fragmentos y copias rotas de transposones pueden seguir siendo útiles, como materia prima que la evolución puede esculpir.
Entre estos elementos móviles, los más relevantes son los pertenecientes a la familia de los llamados Elementos Nucleares Intercalados Largos (LINE), que se encuentran en un centenar de copias en el genoma humano y que aún son potencialmente activos.
Tradicionalmente se ha pensado que la actividad de los LINEs era sólo un vestigio del pasado, un remanente de los procesos evolutivos que involucraban a estos elementos móviles, pero en los últimos años han surgido nuevas pruebas que demuestran que su actividad está finamente regulada en el cerebro.
Son muchos los científicos que creen que los transposones LINE están asociados a capacidades cognitivas como el aprendizaje y la memoria: son especialmente activos en el hipocampo, la estructura más importante de nuestro cerebro para el control neuronal de los procesos de aprendizaje.
El genoma del pulpo, como el nuestro, es rico en transposones, la mayoría de los cuales están inactivos.
Centrándose en los transposones aún capaces de copiar y pegar, el Dr. Giuseppe Petrosino, investigador de la Stazione Zoologica Anton Dohrn, y sus colegas identificaron un elemento de la familia LINE en partes del cerebro cruciales para las capacidades cognitivas de estos animales.
El descubrimiento fue posible gracias a las técnicas de secuenciación de nueva generación, que se utilizaron para analizar la composición molecular de los genes activos en el sistema nervioso del pulpo.
"Esta similitud entre el hombre y el pulpo, que muestra la actividad de un elemento de la LÍNEA en la sede de las capacidades cognitivas, podría explicarse como un fascinante ejemplo de evolución convergente, un fenómeno por el cual, en dos especies genéticamente distantes, el mismo proceso molecular se desarrolla de forma independiente, en respuesta a necesidades similares", afirmó el Dr. Petrosino y el Dr. Stefano Gustincich, investigador del Istituto Italiano di Tecnologia.
"El descubrimiento de un elemento de la familia LINE, activo en el cerebro de las dos especies de pulpos, es muy significativo porque añade apoyo a la idea de que estos elementos tienen una función específica que va más allá de copiar y pegar", dijo el Dr. Remo Sanges, director del Laboratorio de Genómica Computacional de SISSA.
"Literalmente salté en la silla cuando, bajo el microscopio, vi una señal muy fuerte de actividad de este elemento en el lóbulo vertical, la estructura del cerebro que en el pulpo es la sede del aprendizaje y las capacidades cognitivas, al igual que el hipocampo en los humanos", añadió la Dra. Giovanna Ponte, investigadora de la Stazione Zoologica Anton Dohrn.
"El cerebro del pulpo es funcionalmente análogo en muchas de sus características al de los mamíferos. Por esta razón, además, el elemento LINE identificado representa un candidato muy interesante para estudiar y mejorar nuestros conocimientos sobre la evolución de la inteligencia", dijo el Dr. Graziano Fiorito, director del Departamento de Biología y Evolución de los Organismos Marinos de la Stazione Zoologica Anton Dohrn.
Fuentes, créditos y referencias:
G. Petrosino et al. 2022. Identification of LINE retrotransposons and long non-coding RNAs expressed in the octopus brain. BMC Biol 20, 116; doi: 10.1186/s12915-022-01303-5
Créditos a SciNews