Identifican las diferencias en el desarrollo del cerebro entre neandertales y humanos modernos
Investigadores que estudian las diferencias en el desarrollo entre los neandertales y los humanos modernos y han descubierto que el tiempo es el que marca la diferencia. Según su estudio, publicado en la revista ‘Science Advances’, las células madre del cerebro en desarrollo de los humanos modernos tardan más en dividirse y cometen menos errores al distribuir sus cromosomas a sus células hijas, en comparación con las de los neandertales.
Después de que los ancestros de los humanos modernos se separaran de los de los neandertales y denisovanos, sus parientes asiáticos, unos cien aminoácidos, los componentes básicos de las proteínas en las células y los tejidos, cambiaron en los humanos modernos y se extendieron a casi todos ellos.
Se desconoce en gran medida la importancia biológica de estos cambios, pero seis de esos cambios de aminoácidos se produjeron en tres proteínas que desempeñan un papel clave en la distribución de los cromosomas, los portadores de la información genética, a las dos células hijas durante la división celular.
Para investigar la importancia de estos seis cambios en el desarrollo del neocórtex, los científicos introdujeron primero las variantes humanas modernas en ratones. Los ratones son idénticos a los neandertales en esas seis posiciones de aminoácidos, por lo que estos cambios los convirtieron en un modelo para el desarrollo del cerebro humano moderno.
Felipe Mora-Bermúdez, del Instituto Max Planck de Biología Celular Molecular y Genética, en Alemania, y autor principal del estudio, explica que encontraron que «tres aminoácidos humanos modernos en dos de las proteínas provocan una metafase más larga, una fase en la que los cromosomas se preparan para la división celular, y esto da lugar a menos errores cuando los cromosomas se distribuyen a las células hijas de las células madre neurales, al igual que en los humanos modernos».
Para comprobar si el conjunto de aminoácidos neandertales tiene el efecto contrario, los investigadores introdujeron entonces los aminoácidos ancestrales en organoides cerebrales humanos -estructuras en miniatura similares a órganos que pueden crecer a partir de células madre humanas en placas de cultivo celular en el laboratorio y que imitan aspectos del desarrollo temprano del cerebro humano.
«En este caso, la metafase se acortó y encontramos más errores de distribución cromosómica», apunta Mora-Bermúdez, que añade que esto demuestra que esos tres cambios de aminoácidos de los humanos modernos en las proteínas conocidas como KIF18a y KNL1 son responsables de los menores errores de distribución cromosómica observados en los humanos modernos en comparación con los modelos neandertales y los chimpancés.
Añade que «tener errores en el número de cromosomas no suele ser una buena idea para las células, como puede verse en trastornos como las trisomías y el cáncer».
«Nuestro estudio implica que algunos aspectos de la evolución y la función del cerebro humano moderno pueden ser independientes del tamaño del cerebro, ya que los neandertales y los humanos modernos tienen cerebros de tamaño similar. Los hallazgos también sugieren que la función cerebral de los neandertales puede haberse visto más afectada por errores cromosómicos que la de los humanos modernos», resume Wieland Huttner, que ha co-supervisado el estudio.
Svante Pääbo, que también co-supervisó el estudio, añade que «se necesitan estudios futuros para investigar si la disminución de la tasa de errores afecta a los rasgos humanos modernos relacionados con la función cerebral».
