Un equipo internacional de investigadores ha descubierto un gen en los caracoles que determina si sus conchas giran hacia la derecha o hacia la izquierda. Este hallazgo podría ofrecer pistas sobre cómo el mismo gen afecta a la asimetría del cuerpo en otros animales, incluyendo los seres humanos.
La investigación, publicada en la revista 'Current Biology', es un paso importante para entender cómo nuestros órganos son colocados asimétricamente dentro del cuerpo y por qué este proceso a veces puede salir mal cuando algunos o todos los principales órganos internos están invertidos o reflejados por su colocación normal en el cuerpo.
El doctor Angus Davison, experto en genética evolutiva de la Universidad de Nottingham, dirigió este proyecto de investigación internacional con participación de científicos de la Universidad de Edimburgo, Reino Unido, Universidad de Göttingen, Alemania, y la Universidad de Tufts, Estados Unidos.
Mediante el uso de caracoles que difieren de forma natural en la forma en la que sus conchas giran, Davison y su equipo fueron capaces de identificar un gen que controla si las conchas de caracol giran hacia la derecha o hacia la izquierda. El gen produce una proteína llamada formina, que está implicada en la fabricación del andamio celular, de forma que un defecto en la formina significa que todo el caracol está al reverso, como una imagen en un espejo de otros de la misma especie.
"Mientras que los animales tienden a ser simétricos en apariencia exterior, son casi todos asimétricos en el interior. No ha quedado claro si la asimetría es una característica antigua, o algo que se ha desarrollado en varias ocasiones", destaca el doctor Davison.
"Al identificar una única proteína conservada evolutivamente que controla la asimetría de caracoles y ranas, hemos demostrado que la asimetría del cuerpo en la mayoría de los animales, incluyendo los seres humanos, probablemente surge de una muy conservada intrínseca asimetría de las células en el embrión temprano. Esta investigación ayuda a unificar nuestra comprensión de la asimetría en todos los animales", agrega.
Consiguieron corregir el gen que producía esta mutación
Los científicos primero mapearon la localización del gen que define el desarrollo de una imagen de reflejo en los caracoles y, a continuación, utilizaron tecnologías de secuenciación del genoma para encontrar la mutación en el gen formin que hace que los caracoles se desarrollan como una imagen de una bobina contraria a las agujas del reloj.
"Hemos sido capaces de utilizar la secuenciación de ADN de última generación y análisis por ordenador, no sólo para secuenciar el genoma del caracol muy rápidamente, sino que permitió a Angus identificar el pequeño cambio (una letra en mil millones del genoma del caracol) que causa el cambio de las agujas del reloj a la izquierda", dice el profesor Mark Blaxter, líder del esfuerzo de secuenciación del genoma en Edimburgo.
"La combinación de la genética y la biología del desarrollo tradicionales con las nuevas herramientas de la genómica ha alcanzado resultados impresionantes", agrega este experto. Para verificar la asociación, los equipos determinaron dónde estaba activo el gen formin -sólo en las células correctas en los embriones tempranos_ y utilizaron un tratamiento con fármacos anti-formin para convertir parcialmente caracoles normales -'dextral' (giro en sentido de las agujas del rejol)- en embriones 'sinistral' (en sentido contrario a las agujas del reloj).
"Al contrario de lo que esperábamos, nos sorprendió encontrar que la asimetría está presente en el embrión muy temprano, desde el estadio de dos células en adelante. Mediante la visualización de la actividad asimétrica del gen de la formina en estos embriones tempranos, obtuvimos una fuerte evidencia del papel que el gen de la formina juega en este proceso evolutivamente antiguo", resalta el doctor Dan Jackson, de la Universidad de Göttingen, Alemania.
La asimetría, una posible propiedad de las células
El profesor Michael Levin, de la Universidad de Tufts, Estados Unidos, experto en la investigación de la asimetría, afirma: "Es muy emocionante descubrir que los caracoles y vertebrados utilizan algunos de los mismos componentes celulares internos para establecer su eje izquierda-derecha. Esta muy amplia conservación evolutiva entre caracoles y ranas pone de relieve el origen antiguo de la asimetría de todo el cuerpo en los eventos moleculares que tienen lugar en las células embrionarias tempranas".
Los investigadores creen que sus resultados proporcionan una fuerte evidencia para sugerir que esta misma molécula es probable que sea uno de los primeros componentes de la 'ruptura de la simetría' a través de todos los animales bilaterales, aquellos que tienen un cuerpo de planta con un eje central de simetría.
La asimetría, argumentan, es probablemente una antigua propiedad de las células, la cual podría proceder del ancestro común de todos los animales bilaterales. "El 'interruptor' de las agujas del reloj en los caracoles en sentido contrario a las aguas del reloj era uno de los marcadores heredados más antiguos descritos más correctamente, que data de la década de 1920, pero la identidad del gen implicado había permanecido desconocida", subraya Davison, quien considera que este trabajo 'resuelve' un rompecabezas genético de muchos años.
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