RELACIÓN ENTRE LAS ESPONJAS Y NUESTRO CEREBRO

El cerebro es un órgano fundamental del sistema nervioso. Sin embargo, aún se desconocen muchos aspectos sobre su origen evolutivo. Solo algunas especies primitivas de animales, como las esponjas acuáticas, carecen de órganos semejantes. Paradójicamente, estas mismas especies podrían tener la clave para desvelar cómo se originó dicho órgano.

Unos científicos han investigado la posible relación evolutiva entre las células y genes de las esponjas y los cerebros de otros animales. Sus conclusiones son reveladoras.

El estudio es obra de un consorcio internacional de investigadores liderado por el grupo del Dr. Detlev Arendt, del Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL) en Alemania, y en el que, por parte española, participa un grupo liderado por el Dr. Jaime Huerta Cepas, del laboratorio de Genómica Comparada del Centro de Biotecnología y Genómica de Plantas (CBGP). Este centro depende de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) y del Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA), un instituto adscrito al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC).

"Sabemos que los genes sinápticos están implicados en la función neuronal en animales superiores. Encontrarlos en especies primitivas como las esponjas nos lleva a preguntarnos: si estos animales no tienen cerebro, ¿cuál es la función de estos genes?", se pregunta Detlev Arendt, científico responsable del trabajo. "Por muy sencillo que parezca, responder a esta pregunta estaba más allá de nuestras capacidades tecnológicas".

Los resultados de este estudio sugieren que las células que regulan la alimentación y controlan el entorno microbiano de las esponjas podrían ser las precursoras evolutivas de los primeros cerebros animales.

"Demostramos que ciertas células de las cámaras digestivas de las esponjas activan genes sinápticos. Así, incluso en un animal primitivo que carece de sinapsis, dichos genes están activos en partes de su cuerpo", indica Jacob Musser, investigador del EMBL y autor principal del estudio.

Identificar qué genes sinápticos modernos comparten un pasado común con las esponjas no es una tarea sencilla. Los investigadores Ana Hernández Plaza, Carlos P. Cantalapiedra y Jaime Huerta Cepas, del laboratorio de Genómica Comparada del CBGP, han desarrollado métodos bioinformáticos para averiguar qué genes de las esponjas podrían ser considerados versiones primitivas de los genes sinápticos en otros animales.

“Establecer correspondencias entre los genes de especies muy divergentes es complicado. Nuestro equipo ha utilizado métodos computacionales para esclarecer las relaciones evolutivas entre cada uno de los genes de las esponjas y los de otros animales. Estos análisis nos han permitido revelar el posible origen de genes considerados imprescindibles para la transmisión nerviosa”, comenta Jaime Huerta Cepas, responsable de los análisis filogenómicos y del grupo de investigación del CBGP que participa en este estudio.

Los resultados derivados de este trabajo aportan nuevos datos e interpretaciones sobre el origen de las neuronas y del sistema nervioso, uno de los temas más controvertidos en el campo de la biología evolutiva del desarrollo.

Fuente: Noticias de la Ciencia

PISTAS SOBRE EL CEREBRO GRACIAS A LAS ESPONJAS ACUÁTICAS

El cerebro es un órgano fundamental del sistema nervioso. Sin embargo, aún se desconocen muchos aspectos sobre su origen evolutivo. Se sabe que los primeros cerebros animales aparecieron hace cientos de millones de años y que sólo las especies animales más primitivas, como las esponjas acuáticas, carecen de él.

Ahora, un estudio publicado en Science afirma que, paradójicamente, las esponjas pueden ayudar a desvelar el misterio de cómo evolucionaron las neuronas y los cerebros.

Las neuronas del cerebro se comunican mediante conexiones entre células (sinapsis) que son el núcleo de la función cerebral y están reguladas por una serie de genes. Las esponjas no tienen estas sinapsis, pero su genoma sigue codificando muchos de los genes sinápticos. Pero, si no tienen cerebro ¿cuál es la función de estos genes?

 
Para estudiar el papel de estos genes sinápticos en las esponjas, el laboratorio de Arendt empleó tecnologías de microfluidos y tecnologías genómicas en la esponja de agua dulce Spongilla lacustris, unas técnicas que permitieron a los científicos capturar células individuales de varias esponjas dentro de gotitas de microfluidos y luego perfilar la actividad genética de cada célula.

 
El estudio detalla que las esponjas utilizan sus cámaras digestivas para filtrar el alimento del agua e interactuar con los microbios del entorno.

 

Los científicos captaron instantáneas tridimensionales de células que se arrastran por la cámara digestiva para eliminar las bacterias invasoras y envían largos brazos que envuelven el aparato de alimentación de determinadas células digestivas. Este comportamiento crea una interfaz para la comunicación célula-célula dirigida, como también ocurre a través de las sinapsis entre las células neuronales en nuestro cerebro.

Los resultados apuntan a que las células que regulan la alimentación y controlan el entorno microbiano son posibles precursoras evolutivas de los primeros cerebros animales.

Fuentes: Telemundo, El Periódico, NCYT