Pequeño ARN responsable del gran tamaño de la corteza cerebral humana
Crédito: Pixabay/CC0 Dominio público
La cantidad de genes específicos exclusivos de los humanos es relativamente pequeña, mientras que la cantidad de genes conservados y expresados en la corteza cerebral en diferentes especies de mamíferos durante el desarrollo embrionario es mucho más grande. Una pregunta fundamental sin resolver era cómo la expresión de estos genes altamente conservados que guían el desarrollo de la corteza cerebral se ha regulado de manera tan diferente durante la evolución en diferentes especies.
En un artículo publicado en Science Advances, investigadores del Instituto de Neurociencias de Alicante (España), un centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas de España y la Universidad Miguel Hernández de Elche, dirigidos por el Dr. Vctor Borrell, director del El grupo «Neurogénesis y expansión cortical» ha investigado esta cuestión centrándose en un gen que da lugar a un microARN llamado MIR3607. Y han encontrado que en especies con cerebros pequeños, como el ratón, la pérdida de expresión o «silenciamiento» de MIR3607 durante la evolución, condujo a una disminución dramática en el tamaño de su corteza cerebral, que finalmente determina el tamaño del cerebro.
Además, su corteza cerebral se volvió lisa, a diferencia de la de la mayoría de los mamíferos, que ha ido aumentando su superficie a través de circunvoluciones y surcos, a modo de relieve de picos y valles. Los mecanismos genéticos que subyacen a esta pérdida secundaria en la evolución del cerebro de roedores eran completamente desconocidos hasta ahora. “Con nuestro trabajo demostramos que el microARN MIR3607 se expresa embrionariamente en la gran corteza cerebral de primates y carnívoros, como el hurón, pero no en el ratón”, afirma Victor Borrell.
MicroARN (miARN) son pequeños RNAs que no dan lugar a proteínas, pero regulan la expresión de otros genes, por lo que son fundamentales durante el desarrollo embrionario. Sin embargo, a pesar de la capacidad de los miARN para modular la expresión génica, sorprendentemente han recibido poca atención en el contexto de la evolución y expansión del cerebro.
«Con este trabajo, hemos identificado a MIR3607 como un importante regulador de la Wnt /-Cascada de señalización de catenina, una vía con funciones clave en el desarrollo embrionario de la corteza cerebral porque regula procesos como la proliferación de células madre y la diferenciación celular.Nuestros hallazgos también encajan con hallazgos recientes sobre la importancia de los miARN en el desarrollo cortical temprano, regulando la amplificación de las células madre neurales y la homeostasis de la capa germinal de la que surgen», explica el Dr. Borrell.
Retroceso evolutivo
Desde un punto de vista evolutivo, este hallazgo sugiere que «el la pérdida de la expresión de MIR3607 en la corteza cerebral en desarrollo puede haber sido un factor clave para la reducción secundaria del tamaño del cerebro durante la evolución de los roedores. planteó la pregunta clave y aún sin respuesta de cómo se regula su activación», explica Kaviya Chinnappa, investigadora predoctoral y primera autora de este artículo.
La tendencia general en la evolución de los mamíferos hacia la expansión y el plegamiento de la corteza cerebral fue invirtió en algunos grupos de mamíferos, como los monos del Nuevo Mundo, y especialmente los roedores, y sus cerebros evolucionaron para volverse más pequeños y suaves que los de sus antepasados. «Nuestros resultados identifican por primera vez que la pérdida de MIR3607 se seleccionó durante la evolución de los pequeños mamíferos para disminuir el tamaño de la corteza cerebral en ratones», señala Borrell.
«Los microARN suelen estar muy conservados entre las especies animales. La similitud de MIR3607 en humanos, macacos, hurones y ratones sugiere una funcionalidad conservada para este microARN en el cerebro del ratón. Por lo tanto, razonamos que si reexpresamos experimentalmente MIR3607 en el cerebro embrionario del ratón, podríamos arrojar luz sobre su papel durante desarrollo cortical», explica Chinnappa.
La expresión artificial de MIR3607 a partir de un vector de ADN desarrollado por el grupo del Dr. Borrell en la corteza cerebral de embriones de ratón reveló que la expresión de este microARN es en sí misma suficiente para promover la expansión de la zona ventricular del cerebro, la capa donde nacen las células madre que generan las neuronas. Además, corroboraron que la sobreexpresión de MIR3607 en organoides de cerebro humano también provoca la expansión de estas células madre.
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Mapa de vías neuronales de la corteza cerebral de mamíferos y su evolución Más información: Kaviya Chinnappa et al, La pérdida secundaria de miR-3607 redujo la amplificación del progenitor cortical durante la evolución de roedores, Avances científicos (2022). DOI: 10.1126/sciadv.abj4010 Información de la revista: Science Advances
Proporcionado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas Cita: Pequeño ARN responsable del gran tamaño de la corteza cerebral humana (2022, 12 de enero) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-01-small-rna-responsible-large-size.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.