Los cefalópodos como la sepia, la sepia y la sepia son animales muy inteligentes con sistemas nerviosos complejos. Un equipo dirigido por Nikolaus Rajewsky del Centro Max Delbrück ahora ha demostrado en «Science Advances» que su evolución está asociada con una expansión dramática de su repertorio de microARN.

Los cefalópodos como la sepia, la sepia y la sepia son animales muy inteligentes con sistemas nerviosos complejos. Un equipo dirigido por Nikolaus Rajewsky del Centro Max Delbrück ahora ha demostrado en «Science Advances» que su evolución está asociada con una expansión dramática de su repertorio de microARN.

Si retrocedemos lo suficiente en la historia evolutiva, nos encontramos con el último ancestro común conocido de humanos y cefalópodos: un animal primitivo parecido a un gusano con una inteligencia mínima y manchas oculares simples. Posteriormente, el reino animal se puede dividir en dos grupos de organismos: los que tienen columna vertebral y los que no. Mientras que los vertebrados, en particular los primates y otros mamíferos, desarrollaron cerebros grandes y complejos con diversas capacidades cognitivas, los invertebrados no lo hicieron. Con una excepción: los cefalópodos.

Los científicos se han preguntado durante mucho tiempo por qué un sistema nervioso tan complejo solo pudo evolucionar en estos moluscos. Ahora, un equipo internacional dirigido por investigadores del Centro Max Delbrück y el Dartmouth College en los EE. UU. ha mostrado una posible razón para esto. En un artículo publicado en Science Advances, explican que los pulpos tienen un repertorio enormemente expandido de microARN (miARN) en su tejido neural, lo que refleja desarrollos similares a los de los vertebrados. «¡Eso nos conecta con el pulpo!», dice el profesor Nikolaus Rajewsky, director científico del Instituto de Biología de Sistemas Médicos de Berlín del Centro Max Delbrück (MDC-BIMSB), jefe del Laboratorio de Biología de Sistemas de Elementos Reguladores de Genes y autor principal de la publicación. Él explica que este hallazgo probablemente signifique que los miARN juegan un papel fundamental en el desarrollo de cerebros complejos.

En 2019, Rajewsky leyó un artículo sobre el análisis genético del calamar. Los científicos habían descubierto que se está produciendo una gran cantidad de edición de ARN en estos cefalópodos, lo que significa que hacen un uso extensivo de ciertas enzimas que pueden recodificar su ARN. «Eso me hizo pensar que los pulpos podrían no solo ser buenos para editar, sino que también podrían tener otros trucos de ARN bajo la manga», recuerda Rajewsky. Y así comenzó una colaboración con la estación de investigación marina Stazione Zoologica Anton Dohrn en Nápoles, que le envió muestras de 18 tipos diferentes de tejido de pulpo muerto.

Los resultados de estos análisis fueron sorprendentes: «Hubo mucha edición de ARN, pero no en áreas que creemos que son interesantes», dice Rajewsky. De hecho, el descubrimiento más interesante fue la espectacular expansión de un conocido grupo de genes de ARN, los microARN. Se encontraron un total de 42 nuevas familias de miARN, especialmente en el tejido nervioso y especialmente en el cerebro. Debido a que estos genes se conservaron durante la evolución de los cefalópodos, el equipo concluye que fueron claramente beneficiosos para los animales y, por lo tanto, funcionalmente importantes.

Rajewsky ha estado investigando los miARN durante más de 20 años. En lugar de traducirse en ARN mensajeros, que proporcionan las instrucciones para la producción de proteínas en la célula, estos genes codifican pequeños fragmentos de ARN que se unen al ARN mensajero, lo que influye en la producción de proteínas. Estos sitios de unión también se han conservado durante la evolución de los cefalópodos, lo que sugiere además que estos nuevos miARN tienen una importancia funcional.

Nuevas familias de microARN

«Esta es la tercera expansión más grande de familias de microARN en la vida silvestre y la más grande fuera de los vertebrados», dice el autor principal Grygoriy Zolotarov, MD, un científico ucraniano que hizo una pasantía en el laboratorio de Rajewsky en MDC-BIMSB mientras estudiaba medicina en Praga, y más tarde . «Para darle una idea del orden de magnitud, las ostras, que también son moluscos, han adquirido solo cinco nuevas familias de microARN desde el último ancestro que compartieron con el calamar, ¡mientras que el calamar adquirió 90!» Ostras, agrega Zolotarov, agregó. no son exactamente conocidos por su inteligencia.

La fascinación de Rajewsky por los calamares comenzó hace años durante una visita nocturna al Acuario de la Bahía de Monterey en California. «Vi a esta criatura sentada en el fondo del tanque, y pasamos varios minutos, eso pensé, mirándonos». Dice que mirar un pulpo es muy diferente a mirar un pez: «No es muy científico , pero sus ojos exudan una sensación de inteligencia”. Los pulpos tienen ojos de “cámara” complejos de manera similar a los humanos.

Desde una perspectiva evolutiva, los calamares son únicos entre los invertebrados. Tienen un cerebro central y un sistema nervioso periférico, uno capaz de actuar de forma independiente. Si un pulpo pierde un tentáculo, el tentáculo permanece sensible al tacto y aún puede moverse. El hecho de que solo los calamares hayan desarrollado funciones cerebrales tan complejas podría deberse al hecho de que usan sus brazos con mucha determinación, por ejemplo, como herramienta para abrir caparazones. Los pulpos también muestran otros signos de inteligencia: son muy curiosos y pueden recordar cosas. También pueden reconocer a las personas e incluso gustarles más a algunas que a otras. Los investigadores ahora creen que incluso sueñan, ya que cambian el color y la textura de la piel mientras duermen.

criaturas extraterrestres

«Dicen que si quieres conocer a un extraterrestre, ve a bucear y hazte amigo de un pulpo», dice Rajewsky. Ahora planea unir fuerzas con otros investigadores del pulpo para formar una red europea que permitirá un mayor intercambio entre científicos. Aunque la comunidad es actualmente pequeña, Rajewsky dice que el interés por los calamares está creciendo en todo el mundo, incluso entre los científicos del comportamiento. Dice que es fascinante analizar una forma de inteligencia que evolucionó de manera completamente independiente a la nuestra. Pero eso no es fácil: «Si los pones a prueba con pequeños bocadillos como recompensa, pierden interés rápidamente. Al menos eso es lo que me dicen mis colegas», dice Rajewsky.

«Dado que los pulpos no son organismos modelo típicos, nuestras herramientas biológicas moleculares eran muy limitadas», dice Zolotarov. “Como resultado, aún no sabemos exactamente qué tipos de células expresan los nuevos microARN.” El equipo de Rajewsky ahora planea aplicar una técnica desarrollada en el laboratorio de Rajewsky que hará que las células del tejido del pulpo sean visibles a nivel molecular.

Centro Max Delbrück

El Centro Max Delbrück de Medicina Molecular de la Asociación Helmholtz (Centro Max Delbrück) es una de las principales instituciones de investigación biomédica del mundo. Max Delbrück, nacido en Berlín, fue ganador del Premio Nobel y uno de los fundadores de la biología molecular. En las ubicaciones del Centro en Berlín-Buch y Mitte, investigadores de alrededor de 70 países analizan el sistema humano, desde los bloques de construcción más elementales hasta los mecanismos de todo el sistema de la base biológica de la vida. Al comprender qué regula o interrumpe el equilibrio dinámico en una célula, un órgano o todo el cuerpo, podemos prevenir enfermedades, diagnosticarlas antes y detener su progresión con terapias personalizadas. Los pacientes deben beneficiarse de los hallazgos de la investigación básica lo más rápido posible. Por lo tanto, el Centro Max Delbrück apoya spin-offs y participa en redes de cooperación. Trabaja en estrecha colaboración con Charité – Universitätsmedizin Berlin en el Centro de Investigación Clínica y Experimental (ECRC) operado conjuntamente, así como con el Instituto de Salud de Berlín (BIH) de Charité y el Centro Alemán de Investigación Cardiovascular (DZHK). Fundado en 1992, el Centro Max Delbrück ahora emplea a 1.800 personas y está financiado en un 90 por ciento por el gobierno federal y en un 10 por ciento por el estado de Berlín. www.mdc-berlin.de


DEJA UNA RESPUESTA

Por favor ingrese su comentario!
Por favor ingrese su nombre aquí