{"id":30869278,"date":"2021-11-09T10:24:40","date_gmt":"2021-11-09T09:24:40","guid":{"rendered":"https:\/\/www.upo.es\/diario\/?p=30869278"},"modified":"2021-11-11T10:19:24","modified_gmt":"2021-11-11T09:19:24","slug":"un-estudio-del-cabd-aporta-evidencias-sobre-el-origen-evolutivo-de-los-dedos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.upo.es\/diario\/ciencia\/2021\/11\/un-estudio-del-cabd-aporta-evidencias-sobre-el-origen-evolutivo-de-los-dedos\/","title":{"rendered":"Un estudio del CABD aporta evidencias sobre el origen evolutivo de los dedos"},"content":{"rendered":"
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La mutaci\u00f3n del gen Gli3 hace que se formen demasiados huesos en el esqueleto de la mano del rat\u00f3n o de la aleta del pez medaka, lo que indica que estas estructuras est\u00e1n evolutivamente relacionadas<\/figcaption><\/figure>\n

Un problema central y fascinante en biolog\u00eda evolutiva es tratar de entender c\u00f3mo un cierto linaje de peces fue capaz de conquistar el medio terrestre hace m\u00e1s de 350 millones de a\u00f1os. Estos primeros tetr\u00e1podos (del griego tetra- ‘cuatro’ y \u2012\u0301podo ‘pies’) constituyen los ancestros de todos los anfibios, reptiles, aves y mam\u00edferos actuales, incluyendo, claro est\u00e1, los humanos. Entre otros cambios, estos animales desarrollaron pulmones que les permit\u00edan extraer el ox\u00edgeno del aire y sus aletas, adaptadas a la nataci\u00f3n, se transformaron en patas robustas que les permitieron caminar en el medio terrestre. Esta estructura de extremidad (brazo, antebrazo, mu\u00f1eca y dedos), es la misma que podemos observar en el esqueleto humano. Pero, \u00bfde d\u00f3nde vienen estos huesos, que no est\u00e1n presentes en los peces?<\/p>\n

El trabajo publicado hoy en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences<\/em> (PNAS)<\/strong>, fruto de la experimentaci\u00f3n en modelos animales como el pez medaka y el rat\u00f3n, ha revelado que los mecanismos que usan las c\u00e9lulas de las aletas de los peces y de los dedos de mam\u00edferos para dividirse son muy similares, a pesar de que estas estructuras son muy diferentes<\/strong>. \u201cEn concreto, el n\u00famero de dedos que se forman est\u00e1 bajo el control de la v\u00eda Shh-Gli3. Si disminuye la actividad de \u00e9sta, se forman menos de cinco dedos y si la v\u00eda est\u00e1 m\u00e1s activa, se forman m\u00e1s. De hecho, el gen Gli3 es responsable de restringir el n\u00famero de dedos a cinco, y mutaciones en humanos o en rat\u00f3n que inactivan este gen dan lugar a manos y pies con entre 6 y 9 dedos, lo que se conoce como polidactilia\u201d, afirma el investigador Javier L\u00f3pez-R\u00edos, del CABD.<\/p>\n

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Desde la izquierda: Silvia Naranjo, Ismael Sospedra, Javier L\u00f3pez-R\u00edos y Juan Ram\u00f3n Mart\u00ednez-Morales<\/figcaption><\/figure>\n

El estudio, cuyos primeros firmantes son Joaqu\u00edn Letelier<\/strong> y Silvia Naranjo<\/strong>, ha sido resultado de una colaboraci\u00f3n entre los grupos liderados por Jos\u00e9 Luis G\u00f3mez-Skarmeta<\/strong> (fallecido en 2020), Juan Ram\u00f3n Mart\u00ednez-Morales<\/strong> y Javier L\u00f3pez-R\u00edos<\/strong>, investigadores del Centro Andaluz de Biolog\u00eda del Desarrollo (CABD)<\/strong>, instituto mixto del Consejo Superior de Investigaciones Cient\u00edficas (CSIC), la Universidad Pablo de Olavide (UPO) y la Junta de Andaluc\u00eda, y ha contado con la colaboraci\u00f3n de la Universidad Mayor, en Santiago (Chile), y del prestigioso paleont\u00f3logo Neil Shubin, de la Universidad de Chicago.<\/p>\n

Estos investigadores se plantearon: \u00bfQu\u00e9 ocurre si inactivamos el gen Gli3 en peces, los cuales, claramente, no tienen dedos? Para responder a esta pregunta, L\u00f3pez-R\u00edos explica: \u201cRecurrimos a la tecnolog\u00eda CRISPR\/Cas9 (Nobel de Qu\u00edmica 2019 a Emmanuelle Charpentier y Jennifer Doudna) para eliminar la funci\u00f3n del gen Gli3 en pez medaka, un pez de origen japon\u00e9s y separado evolutivamente de los tetr\u00e1podos por m\u00e1s de 400 millones de a\u00f1os de evoluci\u00f3n. Sorprendentemente, los peces que carecen de la actividad Gli3 desarrollan alelas mucho m\u00e1s grandes, con muchos m\u00e1s huesos, lo que recuerda a la polidactilia que aparece en ratones y humanos cuando Gli3 no funciona correctamente\u201d. A continuaci\u00f3n, el investigador del CABD a\u00f1ade que \u201cmediante m\u00e9todos moleculares y gen\u00e9ticos, pudimos concluir que las aletas de los peces y nuestros dedos se forman mediante mecanismos parecidos, pero no id\u00e9nticos, y que nuevos genes se fueron incorporando a estas redes de regulaci\u00f3n que controlan el desarrollo de la extremidad para dar lugar al esqueleto de nuestros brazos y piernas como los conocemos en la actualidad\u201d.<\/p>\n

Estos estudios revelan que la funci\u00f3n primigenia de la v\u00eda Shh-Gli3 era controlar el tama\u00f1o de las aletas, y que \u00e9sta funci\u00f3n se ha mantenido en las aletas de los peces y los dedos de los tetr\u00e1podos<\/strong>, lo que indica que, al contrario de lo que se pensaba, existe una relaci\u00f3n ancestral muy profunda entre estas estructuras<\/strong>.<\/p>\n

Un centro de excelencia en Sevilla<\/strong><\/h3>\n

El CABD se fund\u00f3 en el a\u00f1o 2003 como el primer instituto espa\u00f1ol especializado en el estudio de la Biolog\u00eda del Desarrollo. En 2017 el Departamento de Regulaci\u00f3n G\u00e9nica y Morfog\u00e9nesis recibi\u00f3 la acreditaci\u00f3n de Unidad de Excelencia Mar\u00eda de Maeztu para el periodo 2017-2021. Dicha acreditaci\u00f3n ha sido recientemente extendida a todo el CABD para el periodo 2022-2025.<\/p>\n

El CABD, que se aloja en el edificio JA Campos Ortega, es un centro mixto cofinanciado por el Consejo Superior de Investigaciones Cient\u00edficas (CSIC), la Junta de Andaluc\u00eda y la Universidad Pablo de Olavide (UPO) de Sevilla. La edificaci\u00f3n y el equipamiento fueron costeados con fondos de la Uni\u00f3n Europea.<\/p>\n

El foco de investigaci\u00f3n se ha escogido para acoger y promover a la prestigiosa escuela espa\u00f1ola de Biolog\u00eda del Desarrollo que se ha ido extendiendo por diferentes laboratorios internacionales. Actualmente el centro lo ocupan grupos j\u00f3venes y din\u00e1micos trabajando en desarrollo de rat\u00f3n, pez cebra, pez medaka, Xenopus, Drosophila y Caenorhabditis.<\/p>\n

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Referencia<\/u>:
\nLetelier, J., Naranjo, S., Sospedra-Arrufat, I., Martinez-Morales, J. R., Lopez-Rios, J., Shubin, N., & G\u00f3mez-Skarmeta, J. L. (2021). The Shh\/Gli3 gene regulatory network precedes the origin of paired fins and reveals the deep homology between distal fins and digits<\/strong>. Proceedings of the National Academy of Sciences<\/em>, 118(46), e2100575118. https:\/\/doi.org\/10.1073\/pnas.2100575118<\/a><\/p>\n

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