Diseño en plástico que muestra todos los órganos humanos ubicados en nuestro torso.
Crédito: Komsan Loonprom. / Vía Shutterstock.

Los órganos, entendidos como aquel grupo de tejidos en nuestro cuerpo que colaboran por alcanzar las mismas metas, son los engranajes que nos dan impulso como un todo y nos permiten existir como humanos. A pesar de que los hemos estudiado por años, aún hay detalles, como qué tantos de estos realmente tenemos, que todavía son tema de debate. Ahora, tratando de comprenderlos un poco más un nuevo estudio se ha enfocado en la evolución de las funciones de los órganos y cómo esta se ha dado en el tiempo.

El estudio estuvo a cargo de investigadores de la Universidad de Heidelberg, pero en realidad se trató de un esfuerzo internacional conjunto. Los frutos de dicha colaboración se publicaron recientemente en la revista Nature. En ella, podemos ver finalmente cómo en su estudio lograron ver la relación entre los cambios evolutivos de las funciones orgánicas y la expresión genética en órganos de mamíferos.

Para entender el proceso evolutivo de las funciones de nuestros órganos…

Los científicos iniciaron el estudio con la intención de descubrir los procesos subyacentes que colaboraron con la evolución de las funciones de los órganos. Con esto en mente, tomaron datos no solo se casos de estudio humanos. De hecho, también se aprovecharon modelos animales entre los que se contaron especies como los monos rhesus, los ratones, las zarigüeyas y los ornitorrincos.

En todos los casos, los investigadores se enfocaron en evaluar dos procesos: la síntesis de ARN y la síntesis de proteínas. Ambas fueron los puntos a los que prestaron atención los científicos al tomar muestras de los cerebros, hígados y testículos tanto de los humanos como de los otros animales.

Al final, manejaron más de 100 mil millones de fragmentos de expresión génica. Evaluaron cada uno de estos para conocer la verdad detrás de los procesos de evolución y mutación del organismo.

Un conocimiento nunca antes trabajado

“Hasta ahora, nuestra comprensión de estos programas genéticos esenciales en mamíferos se limitaba a la primera capa de expresión génica: la producción de ARN mensajeros

La siguiente capa, la síntesis real de proteínas en el ribosoma a través de la traducción de los ARN mensajeros, permaneció en gran parte desconocida”.

Esto fue lo comentado por el Dr. Henrik Kaessmann, quien estuvo a la cabeza del estudio. Como líder del grupo de investigación ‘Evolución funcional de genomas de mamíferos’ manifestó que los hallazgos de su equipo permiten dar una mirada como nunca antes a los procesos de síntesis de proteínas.

Por lo general, hasta ahora, se pensaba que solo el ARN mensajero era un modificador importante en el proceso evolutivo de las funciones de los órganos. No obstante, la nueva investigación, tal como comenta el también líder del equipo del Centro de Biología Molecular de la Universidad de Heidelberg muestra que las capacidades “traductoras” de la síntesis de proteínas también son vitales. Todo ya que es a través de ellas que verdaderamente las “órdenes” del ARN se pueden manifestar en el organismo.

La evolución de las funciones de nuestros órganos: un proceso de fina regulación

En total, los científicos se encargaron de utilizar procesos de secuenciación genética para estudiar los procesos de expresión génica que llevaron a los órganos a evolucionar y a cambiar su funcionamiento. Finalmente, se vio que es solo a través de la simbiosis de las dos síntesis (de ARN y de proteínas) que los órganos pueden desarrollar una mutación que se haga parte de su proceso evolutivo.

En resumen, según lo escrito por los propios autores:

“(…) [el] trabajo descubre patrones coevolutivos y fuerzas selectivas asociadas en las capas de expresión [génica], y proporciona un recurso para comprender su interacción en los órganos de los mamíferos”.

Referencia:

Transcriptome and translatome co-evolution in mammals: DOI: 10.1038/s41586-020-2899-z