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Conchas de caracol añaden un nuevo giro al misterio de la asimetría de los animales

Lapso de tiempo del giro de embriones a derecha o izquierda

Después de más de un siglo de búsqueda los científicos han descubierto un gen en los caracoles que pueden controlar las asimetrías dentro de muchos animales

Tanto si se vuela, camina o nada, casi cualquier animal dado tiene un cuerpo construido de imágenes especulares, con el lado izquierdo que refleja el derecho. Pero esta simetría se ejecuta en gran medida a flor de piel. Dentro de los seres humanos, por ejemplo, el corazón se encuentra a la izquierda, mientras que los arcos del hígado hacia la derecha.

Desde el siglo pasado los científicos han buscado el código genético que da lugar a la asimetría interna en el reino animal, para crear una imagen más completa de cómo se desarrollan todas las criaturas. Estos genes pueden incluso rastrearse en miles de millones de años desde el último ancestro común universal. Ahora un equipo internacional cree que lo han encontrado o, al menos parte de él, gracias al humilde caracol de estanque.

caracol de estanque gigante (Lymnaea stagnalis) caracol de estanque gigante (Lymnaea stagnalis)

A diferencia de la mayoría de los animales, los caracoles llevan su asimetría en la espalda en forma de los rizos de sus conchas. Por si fuera poco, los caracoles no necesariamente siempre van de la misma manera correcta, se rizan a la derecha, pero otros pueden curvarse a la izquierda.

En un estudio publicado esta semana en la revista Current Biology, los científicos informan de que el gen de la metformina puede controlar si los embriones de caracol comienzan a desarrollar una concha con rizado en dirección izquierda o derecha. Al hacer un solo cambio en los miles de millones de letras moleculares que componen el genoma del caracol, los investigadores pueden cambiar un rizador de derecha a izquierda.

"Se puede comparar a encontrar el gen para encontrar una aguja en un pajar", dice el autor principal, Angus Davison, de la Universidad de Nottingham.

mapa del gen forminDavison y sus colegas asignaron los genomas de más de 3.000 caracoles de estanque gigante, o Lymnaea stagnalis, y buscaron diferencias entre los moluscos que se arrollan a la izquierda y derecha. Primero redujeron donde puede estar escondido el gen de interés y luego comenzaron la exploración de las diferencias clave en lo bien que los genes estaban haciendo su trabajo, también conocido como la construcción de las proteínas que controlan la biología de un animal.

Aunque una tarea monumental, Davison dice que tuvo un respiro. El equipo encontró una mutación en un gen que apagaba la producción de proteínas en la versión de la izquierda del caracol.

"Tuvimos mucha suerte, porque resulta que la mutación elimina la función del gen", explica. Este no es siempre el caso. A pesar de que un gen mutado suena nefasto, la mayoría de estas alteraciones naturales en el genoma no tienen mucho efecto en sus anfitriones. En este caso, sin embargo, un pequeño cambio en el gen en cuestión impidió la construcción de las proteínas.

Entonces, los científicos trataron de cambiar las formas en que los caracolillos se desarrollan mediante el tratamiento de los embriones de caracol con un fármaco anti-formin. Como era de esperar, el fármaco provocó que los caracoles que normalmente se curvan hacia la derecha girasen sus conchas en sentido contrario.

caracol de estanque gigante (Lymnaea stagnalis)Ninguno de los caracoles invertidas sobrevivió al tratamiento. La razón exacta de esto aún se desconoce, ya que algunos caracoles existen de forma natural con un rizo en sentido antihorario. Sin embargo, "es muy difícil cambiar la asimetría sin cambiar también otras funciones importantes", dice Davison. Y la metformina es un gen encontrado previamente para ayudar a construir el andamio celular en todos los animales, por lo que alteraciones en el gen podrían tener consecuencias letales para las células.

Con curiosidad por saber si este gen podría ser importante para la asimetría en otros organismos, el equipo desarrolló embriones de rana tratados con el mismo fármaco anti-formin, y obtuvieron resultados similares, algunas ranas crecieron corazones en el lado "equivocado" de sus cuerpos. Esto indica que la asimetría que se esconde dentro de muchas más especies también puede ser controlada, al menos en parte, por la proteína formin.

Este estudio cierra la intriga de más de un siglo que rodea al rizo de las conchas de caracol.

El patólogo Arthur Edwin Boicot y su amigo, el capitán naturalista aficionado C. Diver, publicaron el descubrimiento de un control genético para torcer conchas de caracol en 1923, en base a la cría de sus caracoles de trabajo en frascos de vidrio. Pero a diferencia de los genes heredados del color del ojo humano, un caracol que gira su concha a la derecha no lleva necesariamente un gen formin derecho.

Tomó casi 60 años para que los científicos averiguaran cómo funciona esto. Resulta que la rotación de la concha del caracol está controlada por alguna sustancia que el caracol madre usa libremente, ya que los caracoles son hermafroditas incluidos en las entrañas del huevo, o citoplasma. Esta sustancia altera el desarrollo del bebé, lo que influye en su dirección de enrollamiento.

"Eso fue hace 34 años", dice el biólogo Richard Palmer, que no participó en el estudio, "y han estado tratando de determinar desde entonces lo que era esa sustancia".

Davison y sus colegas utilizaron modernas técnicas de laboratorio, y el equipo no sólo identificó el gen, sino que también determinó que se pueden detectar pequeñas asimetrías subcelulares cuando el embrión está a sólo dos células de gran tamaño. Los resultados sugieren "que hay algún sistema universal para controlar la asimetría en el nivel macro", dice Palmer.

Después de comenzar a escuchar sobre el descubrimiento, su respuesta de una sola palabra resume la larga búsqueda: "Por último".

caracoles de estanque (Lymnaea stagnalis)

Pero el caso no está totalmente cerrado por el momento. El control del gen en el bobinado no se aplica a todos los caracoles terrestres, y no responde la molesta pregunta de por qué los caracoles, a diferencia de los humanos, no muestran todos la misma preferencia asimétrica y consistentemente el rizo en la misma dirección, dice Palmer.

Formin es sólo uno de una serie de genes que controlan la probable simetría entre los animales, dice Davison. Pero ahora que por fin tienen este gen en su punto de mira, el equipo espera que estos pequeños rizos ayudarán a desentrañar por qué somos todos un poco descentrados por dentro.

Diario de referencia: Formin Is Associated with Left-Right Asymmetry in the Pond Snail and the Frog

Modificado por última vez enViernes, 26 Febrero 2016 01:40