Un equipo de investigadores del Instituto de Biología Evolutiva (IBE-CSIC-UPF) ha descifrado los mecanismos genéticos responsables de haber convertido a los ancestros unicelulares en animales incluyendo a los humanos.

Según ha explicado el profesor de Investigación en el Instituto de Biología Evolutiva, Iñaki Ruiz-Trillo, uno de los misterios sin resolver de la evolución es cómo aparecieron los animales a partir de sus ancestros unicelulares y qué mecanismos evolutivos habrían intervenido en el desarrollo de su complejidad corporal.

Ahora, el equipo liderado por investigadores del IBE (un centro mixto del CSIC y la Universidad Pompeu Fabra) ha descubierto los mecanismos genéticos responsables del gran éxito evolutivo de los animales.

Los resultados, que publica hoy la revista ‘Cell’, apuntan a que estos mecanismos se hallarían en todo el reino animal, incluidos los humanos, pero no en sus ancestros unicelulares.

Según este trabajo, la gran innovación que diferencia a los animales de sus parientes unicelulares es la regulación distal, es decir, la capacidad que tiene el ADN de regular genes distantes entre sí y determinar con exactitud el momento de hacerlo.

Secuencias de ADN que están situadas en otros cromosomas, o muy separadas de un gen en concreto, son capaces de activarlo o inhibirlo.

“Esta habilidad nos permitió aumentar dramáticamente nuestro nivel de complejidad, hasta crear organismos del orden de decenas de billones de células, como es el caso de los mamíferos”, ha explicado Ruiz-Trillo,

Los investigadores han comparado los sistemas de regulación génica y epigenética de la ameba ‘Capsaspora owczarzaki’, aislada de la hemolinfa de un caracol de Puerto Rico, con los de los animales.

Según los investigadores, la cantidad de mecanismos que ambos grupos comparten es superior al que les diferencia y tienen en común elementos clave para el desarrollo de los animales como el gen Brachyury, importante para la embriogénesis, y el oncogen Myc, implicado en la proliferación celular.

Asimismo, el ciclo vital de ‘C. owczarzaki’ es complejo y tiene claras transiciones entre fases, que oscilan de una única célula a varias decenas.

En este caso, la ameba usa herramientas epigenéticas, como ácido ribonucleico (ARN) no codificantes y marcas en las histonas, para regular las transiciones entre los diferentes estadios celulares.

“Mientras C. owczarzaki emplea los mecanismos de regulación genética para controlar la transición entre sus fases del ciclo vital, los animales los usamos para poder especializar nuestras células, por ejemplo, para obtener neuronas o células musculares”, ha detallado Ruiz-Trillo.

Uno de los grandes beneficios de la multicelularidad, que surgió por primera vez hace unos 1.000 millones de años, es que permitió aumentar el tamaño corporal, habitar nuevos nichos y una división del trabajo entre los diferentes tipos celulares.

Según los resultados de este trabajo, el origen de los animales no fue, por tanto, un compendio de innovaciones evolutivas a todos los niveles, sino un proceso de reciclaje evolutivo (o genético) que agregó complejidad genómica y permitió regular de manera más precisa las diferentes células que componen los organismos complejos.

“Con el tiempo se verá que muchos organismos unicelulares tienen ciclos de vida más complejos, seguramente con comportamientos sociales y fases multicelulares que han pasado desapercibidos hasta ahora”, ha agregado Arnau Sebé-Pedrós, científico del CSIC.

El siguiente paso, según los investigadores, es llegar a aislar las células individuales de ‘C. owczarzaki’ y analizarlas en detalle para poder determinar si son todas iguales o si ya existe cierta especialización.