Los genes del desarrollo de las extremidades: de la pata de la mosca a la pierna del vecino –o la vecina-…

¿En que se parecen la pata de un insecto a la de un hombre? A simple vista en nada. Mientras nuestras extremidades están formadas por distintos tejidos como hueso, cartílago, músculo y piel, la pata de una mosca es un simple tubo formado de un exoesqueleto de quitina conectado por músculos internos. Aunque estas extremidades comparten una misma función tal como la locomoción, es decir, son estructuras con funciones análogas, su morfología y su desarrollo son completamente diferentes.

A pesar de las diferencias anatómicas entre una mosca y un vertebrado y de su evolución independiente durante más de 500 millones de años, su desarrollo está dirigido en gran parte por programas genéticos básicos sorprendentemente similares. A esta similitud entre los programas básicos de desarrollo se le denominó “homología profunda” (“deep homology” en inglés). Esto implica que aunque la pata de mosca y la de un vertebrado no compartan una homología morfológica, las instrucciones genéticas básicas que utilizan sean similares, aunque posteriormente fueron elaboradas y concretadas en cada una de las especies a lo largo de su evolución independiente.  Parte de este programa incluye genes con nombres técnicos tales como Distalless o la familia de factores Sp.

Gradación de fenotipos generados por la pérdida de la función sucesiva de los genes de la familia Sp.

Aunque parezca mentira, el descubrimiento de estos genes en la mosca de la fruta Drosophila melanogaster y su descripción funcional permitió identificarlos en organismos mas complejos como el ratón y comprobar que poseen funciones parecidas en el desarrollo de las extremidades. En particular, la familia de genes Sp, mencionada anteriormente, se encuentra presente en animales tan diversos como el escarabajo, el ratón o nosotros mismos y su función se requiere, entre otras delicatesen, para el correcto crecimiento de las extremidades.

Utilizando a la mosca de la fruta para poder entender en detalle la función de los genes de la familia Sp durante el desarrollo de las extremidades, los investigadores Carlos Estella y Sergio Córdoba de la Universidad Autónoma de Madrid y del Centro de Biología Molecular “Severo Ochoa” consiguieron eliminar la función del gen Sp1 (uno de los miembros de la familia Sp en Drosophila) viendo cómo se generaban patas mucho más pequeñas de lo normal. Mediante un análisis más detallado, los científicos pudieron identificar aquellos genes que se encuentran regulados por Sp1 y que son responsables de controlar el crecimiento de las patas de la mosca, algo que, salvando las distancias, podría arrojar luz sobre nuestro propio desarrollo como humanos. Por si la curiosidad no te deja dormir, comentarte que los autores del trabajo, publicados en la revista Development, una de las mejores del mundo en el campo de la genética del desarrollo, han descubierto que la proteína Sp1, señalada anteriormente, regula un componente esencial de una vía de señalización, conocida como Notch, altamente conservada a lo largo del reino animal y que está implicada en multitud de procesos del desarrollo, entre los que se encuentra el control del crecimiento. De manera importante, en vertebrados, la vía Notch controlaría el crecimiento de las extremidades. Estos resultados sugieren la existencia de un posible mecanismo primitivo y altamente conservado por el cual los genes de la familia Sp regulen el crecimiento de los apéndices tanto en la mosca como en vertebrados.

Por lo tanto, y según los investigadores, es posible que la naturaleza haya inventado el mecanismo básico para formar los apéndices una única vez y que tanto los artrópodos como los vertebrados, como tú, como yo –bueno, de esto último no estoy tan seguro- usen modificaciones de este programa genético para elaborar los distintos tipos de extremidades que encontramos en el reino animal.

JAL (DCC-CBMSO)

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