La gran innovación que diferencia a los animales de sus parientes unicelulares es la regulación distal / Imagen: CSIC

La capacidad del ADN de regular genes separados entre sí dio origen a los animales

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Uno de los misterios de la evolución aún sin resolver es cómo aparecieron los animales a partir de sus antepasados unicelulares y qué mecanismos evolutivos intervinieron en el desarrollo de su complejidad corporal. Todo apunta a que los mecanismos genéticos responsables del gran éxito evolutivo de los animales se encontrarían en todo el reino animal, incluyendo a los humanos; pero no en nuestros ancestros unicelulares, según señala un artículo publicado en la revista Cell, en el que participa Iñaki Ruiz Trillo, profesor del Departamento de Genética, Microbiología y Estadística y miembro del Instituto de Investigación de la Biodiversidad (IRBio) de la Universidad de Barcelona.

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Secuencias de ADN que están situadas en otros cromosomas, o muy separadas de un gen concreto, son capaces de activarlo o inhibirlo

Secuencias de ADN que están situadas en otros cromosomas, o muy separadas de un gen concreto, son capaces de activarlo o inhibirlo

UB / El trabajo, liderado por un equipo del Instituto de Biología Evolutiva (un centro mixto del CSIC y la Universidad Pompeu Fabra), concluye que la gran innovación que diferencia a los animales de sus parientes unicelulares es la regulación distal, es decir, la capacidad que tiene el ADN de regular genes distantes entre sí y determinar con exactitud el momento de hacerlo.

Secuencias de ADN que están situadas en otros cromosomas, o muy separadas de un gen concreto, son capaces de activarlo o inhibirlo. «Esta habilidad nos permitió aumentar dramáticamente nuestro nivel de complejidad, hasta crear organismos de decenas de millones de células, como en el caso de los mamíferos», afirma Iñaki Ruiz Trillo, también profesor de investigación ICREA en el Instituto de Biología Evolutiva y galardonado con una consolidator grant del Consejo Europeo de Investigación en 2014.

Los investigadores han comparado los sistemas de regulación génica y epigenética de la ameba Capsaspora owczarzaki —aislada de la hemolinfa de un caracol de Puerto Rico— con los de los animales. Según los investigadores, la cantidad de mecanismos que comparten los dos grupos es muy superior a la que los diferencia. Por ejemplo, tienen en común elementos clave para el desarrollo de los animales, como el gen Brachyury, importante para la embriogénesis, y el oncogén Myc, implicado en la proliferación celular.

Asimismo, el ciclo vital de la C. owczarzaki es complejo y tiene claras transiciones entre fases, que oscilan de una única célula a varias docenas. En este caso, la ameba utiliza herramientas epigenéticas, como ARN no codificante y marcas en las histonas, para regular las transiciones entre los diferentes estadios celulares. «Mientras que C. owczarzaki utiliza los mecanismos de regulación genética para controlar la transición entre las fases del ciclo vital, los animales los utilizamos para poder especializar nuestras células: por ejemplo, para obtener neuronas o células musculares» , especifica Ruiz Trillo.

Ser multicelular
Uno de los grandes beneficios de la multicelularidad, que surgió por primera vez hace unos mil millones de años, es que permitió aumentar el tamaño corporal

Uno de los grandes beneficios de la multicelularidad, que surgió por primera vez hace unos mil millones de años, es que permitió aumentar el tamaño corporal, habitar nuevos nichos y dividir el trabajo entre los diferentes tipos celulares.

Según los resultados de este estudio, el origen de los animales no fue, por tanto, un compendio de innovaciones evolutivas en todos los niveles. Más bien fue un proceso de reciclaje evolutivo (o genético) que añadió complejidad genómica y permitió regular de forma más precisa las diferentes células que forman los organismos complejos. El siguiente paso del estudio, según los investigadores, es llegar a aislar las células individuales de C. owczarzaki y analizarlas en detalle para poder determinar si son todas iguales o ya existe cierta especialización.

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Artículo de referencia:

Sebé Pedrós, A.; Ballare, C.; Parra Acero, H.; Chiva, C.; Tena, J.; Sabidó, E.; Gómez Skarmeta, J.-L.; Di Croce, L.; Ruiz Trillo, I. «The dynamic regulatory genome of Capsaspora owczarzaki and the origin of animal multicellularity». Cell. Doi: 10.1016/j.cell.2016.03.034

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