Homo viridae

Por sorprendente que parezca, existen unos elementos móviles en nuestro ADN, los retrotransposones, cuyo origen se remonta a algún virus que se insertó en el genoma de un eucariota -célula nucleada- ancestral y para quien, en vez daño o la muerte, acabaron suponiendo una ventaja.

De que su permanencia entre nosotros no es perjudicial da prueba el hecho de que se hayan mantenido a lo largo de la evolución e incluso hay quien propone que podrían haber contribuido a la separación entre humanos y primates haciendo nuestro cerebro único.(ref)

Los elementos móviles o jumping genes hacen lo siguiente: copiar, cortar y pegar dentro de otros genomas. No todos son iguales, ni se mueven con la misma frecuencia pero sí es necesario que haya división celular para que salten.

La inserción de estos elementos ocurre de forma totalmente aleatoria -pueden colocarse en medio de la secuencia de un gen, al principio o al final, o también en una región reguladora (ref)-. Las consecuencias pueden ser por ello muy variadas: desde no causar efecto alguno a inhibir la expresión de proteínas o alterar su estructura y función, es decir, causar una mutación. Según en qué caso nos encontremos, pueden resultar beneficiosos o perjudiciales y cuál sea ese caso es una cuestión de mero azar.

En  humanos, uno de los retrotransposones más comunes son los L1 o LINE-1 (Long Interspersed Element) y, en concreto, una clase exclusiva de L1 que se separó de la del chimpancé hace unos 6 millones de años (ref). De los L1 humanos, la única línea que se mantiene activa en nuestro genoma se diferenció hace unos 2.7 millones de años (ref), momento que coincide, aproximadamente, con el inicio del uso de herramientas* (ref)

Los LINE-1 se caracterizan por la gran facilidad con la que se mueven por el genoma. Su secreto es que codifican la información para producir las proteínas encargadas de su duplicación e inserción en otras partes del genoma, no necesitan los recursos de la célula donde se encuentran y ganan con ello más libertad. El proceso de copia, corta y pega precisa de una proteína, llamada transcriptasa reversa, codificada por el ARN del propio retrotransposón y que utiliza este ARN de modelo para hacer la copia en ADN del LINE-1 que será la que se inserte en el genoma. Para la inserción otra proteína, una endonucleasa, realiza cortes específicos en el ADN  generando el hueco donde se pegará la copia del elemento L1. Todo este proceso es muy similar al que ocurre durante la inserción de formas provirales en el genoma humano de retrovirus como el virus del SIDA. (ref)

Hasta hace poco tiempo se suponía que estos elementos, los retrotransposones L1, sólo se podían mover en células germinales –óvulos y espermatozoides- o durante el desarrollo embrionario (ref) porque es donde hay división celular pero se ha descubierto que se mueven también en el (ref) hipocampo -donde nacen nuevas neuronas en el cerebro adulto-. Es más, en un estudio publicado en 2010 se describió en pacientes de enfermedades neurológicas como el síndrome de Rett  o esquizofrenia un movimiento anómalo –una tendencia excesiva a saltar de lugar en el genoma- de estos transposones.

Pero si se mueven de manera aleatoria, pueden integrarse en cualquier lugar y estar implicados enenfermedades tan graves como la hemofilia o ciertos tipos de cáncer, eso sin olvidarnos de las neurológicas ¿cómo puede ser que la evolución haya mantenido estos elementos?  Según el Dr. Alysson Muotri es posible que se hayan mantenido por las mayores posibilidades de adaptación a largo plazo que proporcionan. Su hipótesis se basa en trabajos como el publicado el año pasado en Science donde se describía como gusanos genéticamente idénticos toleran el estrés de modo distinto y que la distribución de esta resistencia entre la población sigue la conocida campana invertida. Es decir, que responde a procesos aleatorios como aleatoria es la inserción de elementos L1 en el genoma. Correlación no implica causalidad así que, de momento, se trata de una hipótesis.

Más importante es que los L1 se muevan en el cerebro adulto, especialmente porque el área donde se mueven, el hipocampo, tiene que ver con la memoria y el aprendizaje. Muotri encontró en uno de sus experimentos con ratones que los saltos en el genoma se incrementan cuando los animales se ven expuestos a nuevas situaciones donde deben adaptarse y aprender (ref).

Esto nos lleva al momento de la historia del género Homoen que empezamos a utilizar herramientas, que es cuando los retrotransposones L1 como los conocemos hoy hicieron su aparición en escena. En esta época, se produjeron grandes variaciones en el clima y por tanto en la disponibilidad de recursos que nuestros antepasados tenían a su alcance. Una nueva situación requirió una nueva actitud, la activación de un interruptor que necesariamente residía en el cerebro y que, posiblemente, tenga relación con el salto acertado de algún retrotransposón L1.

Cambios discretos en unas pocas neuronas pueden tener efectos bastante dramáticos, como por ejemplo ocurre con los cambios iniciales –degeneración- en las neuronas dopaminérgicas de la sustancia negra al comienzo delParkinson que causan los temblores que la caracterizan. Por eso, la inserción de algún retrotransposón L1 pudo haber alterado los circuitos relacionados con la creatividad, permitiendo desarrollar la capacidad de hacer herramientas. (ref.)[RG1]

Casualidad o causalidad? No tenemos datos sufucientes para argumentar que los L1 puedan haber tenido un papel relevante en la evolución de nuestro género… pero es, sin duda, una hipótesis muy interesante. Esperemos que futuros experimentos nos ayuden a comprender el cómo y el por qué de nuestra relación con ellos.

* En base al registro fósil, se supone en torno a los 2.4 millones de años, aunque este tipo de cálculos siempre encierra cierto grado de variabilidad.