INVESTIGAR EN LA PABLO DE OLAVIDE

¿Por qué salió el pez del agua?

  • Una investigación de José Luis Gómez-Skarmeta y Neil Shubin, de la Universidad de Chicago, revela que los peces poseen la secuencia del genoma que activa la formación de los dedos, elemento clave para comprender el proceso evolutivo que llevó a los seres vivos del medio acuático al terrestre.

José Luis Gómez-Skarmeta y la investigadora Elisa de la Calle, en las instalaciones de peces cebra del centro. / JUAN CARLOS VÁZQUEZ

Si solo el 5% del genoma comprende secuencias codificantes y, de ellas, la mayoría se conservan desde tiempos remotos en todas las especies examinadas, ¿cómo ha surgido entonces la diversidad morfológica? La pregunta es una declaración de intenciones literal y pública. Corresponde a José Luis Gómez-Skarmeta, investigador principal del grupo Regulación Génica y Morfogénesis del Centro Andaluz de Biología del Desarrollo (CABD). Este tono provocador de la curiosidad lo mantiene el científico del centro dependiente de la Universidad Pablo de Olavide y del Consejo Superior de Investigaciones Científicas para explicar en su presentación web  que la tesis más aceptada es que la diversidad morfológica es efecto fundamentalmente de las variaciones registradas en los patrones de expresión génica que se han conservado a lo largo de la evolución. “En gran medida, la evolución es la historia de los cambios de la regulación de la expresión génica durante el desarrollo embrionario”, recoge.

Fiel a ese interés científico, el grupo Génica y Morfogénesis acaba de publicar en la revista científica PNAS los resultados de una investigación desarrollada junto al paleontólogo de la Universidad de Chicago Neil Shubin en el que se pone de manifiesto que en la transición de animales acuáticos a terrestres fue clave que parte del mecanismo molecular que da lugar a la formación de los dedos y la muñeca existe en los peces. Es decir, desde el momento más primigenio los seres acuáticos estaban preparados para asumir esa transformación y adaptarse a un medio nuevo. La clave del trabajo ha sido comparar en ratones y peces la región de los genes Hox, esenciales en la formación de las extremidades.

El equipo de Gómez-Skarmeta ha realizado las pruebas con peces cebra, un pez tropical de agua dulce que se ha ganado el afecto de los científicos por su facilidad para utilizarlo como modelo en el campo de la biología del desarrollo y la genética, en gran medida porque se parece más a la especie humana que la mosca del vinagre y el gusano, al tiempo que resulta más fácil de manipular, mantener y criar que el ratón. Este investigador dispone en el CABD de una de las instalaciones de peces cebra más grandes del mundo.

En este proyecto ha comprobado que el pez cebra dispone de esas secuencias, pero “borrosas” porque en su origen evolutivo experimentaron una duplicación adicional del genoma que complica detectar las regiones de ADN equiparables a las de los dedos en los ratones. La investigación, no obstante, también se ha desarrollado con el pejelagarto pinto (Lepisosteus oculatus), un pez primitivo de agua dulce fácil de localizar en Estados Unidos. La bondad de esta variedad reside en su origen ancestral que la ha mantenido a salvo de la duplicación del genoma. Los experimentos con pejelagartos y ratones han permitido registrar  secuencias muy similares en el genoma que actúan como interruptores que encienden los genes Hox, o sea, con capacidad para activar la expresión génica en la región que da lugar a los dedos en los ratones.

Además, han podido comprobar que tanto las secuencias de ratón como la de los peces vinculadas a la formación de los dedos funcionan de la misma manera, con la particularidad de que en los segundos activan la expresión en la parte distal de las aletas que sería la que se corresponde en ratones a los dedos. El por qué unas especies han desarrollado dedos y otras no previsiblemente se explica por el hecho de que aquellas que tenían que desenvolverse en el medio terrestre aumentaran el número de regiones involucradas en la expresión de los genes Hox.

La publicación de las conclusiones obtenidas en este trabajo no ha puesto fin a una investigación que a partir de ahora se extenderá a otros vertebrados. De hecho, Gómez-Skarmeta y otra investigadora de su grupo realizarán el próximo verano una estancia de dos meses en la Universidad de Chicago para ampliar el campo de estudio. 

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