Un mismo programa genético para la pata de la mosca y la pierna humana

Una familia de genes presente en animales tan diversos como el escarabajo, el ratón o los humanos, controla el desarrollo de las extremidades en cada organismo. Esta familia, llamada Sp, ya era conocida por los científicos; sin embargo, hasta ahora no se había descifrado el programa o conjunto de instrucciones que estos genes utilizan para regular el correcto crecimiento de los apéndices.

Utilizando la mosca de la fruta (Drosophila melanogaster) como organismo modelo, y apoyados en técnicas de edición del genoma, los investigadores Carlos Estella y Sergio Córdoba de la Universidad Autónoma de Madrid y el Centro de Biología Molecular “Severo Ochoa”, en España, han descifrado cómo funciona este programa genético.

Sus resultados, publicados en la revista Development, sugieren la existencia de un mecanismo primitivo y altamente conservado por el cual los genes de la familia Sp regulan el crecimiento de los apéndices tanto en la mosca como en vertebrados.

“Mediante un análisis transcriptómico logramos identificar aquellos genes responsables de controlar el crecimiento de las patas de la mosca, que se encuentran regulados por Sp1 . Así descubrimos que el factor de transcripción Sp1 regula un componente esencial de la vía de señalización Notch”, explica  Carlos Estella.  

La vía de señalización Notch se encuentra implicada en multitud de procesos del desarrollo, entre estos el control del crecimiento.

Gradación de fenotipos generados por la pérdida de la función sucesiva de los genes de la familia Sp en la mosca de la fruta. (Foto: UAM)

“Lo que nuestro trabajo sugiere es que es posible que la naturaleza haya inventado el mecanismo básico para formar los apéndices una única vez, y que tanto los artrópodos como los vertebrados usan modificaciones de este programa genético para elaborar sus distintos tipos de extremidades”, apunta Sergio Córdoba.

Aunque las extremidades de los humanos y las de las moscas son estructuras con funciones análogas, su morfología y desarrollo son completamente diferentes: mientras que las piernas de una persona están formadas por distintos tejidos, como hueso, cartílago, músculo y piel, las patas de una mosca son simples tubos formados de un exoesqueleto de quitina que están conectados por músculos internos.

Sin embargo, a pesar de las diferencias anatómicas entre una mosca y un vertebrado, y de su evolución independiente durante más de 500 millones de años, el desarrollo de ambos está dirigido por programas genéticos básicos sorprendentemente similares. Esto es lo que en biología del desarrollo se conoce como ‘homología profunda’.

Esos programas incluyen genes como la familia de factores de transcripción Sp. El descubrimiento de estos en la mosca de la fruta y su descripción funcional ha permitido identificarlos en organismos más complejos como el ratón y comprobar que poseen funciones parecidas en el desarrollo de las extremidades. (Fuente: Universidad Autónoma de Madrid)