Los científicos han tratado de desentrañar los misterios moleculares que hacen que el cerebro humano sea especial: ¿qué procesos impulsaron su evolución a lo largo de los milenios? ¿Qué genes son críticos para el desarrollo cognitivo?
Un nuevo estudio proporciona información al respecto al demostrar que un gen que controla nuestros relojes biológicos también desempeña un papel vital en la regulación de genes específicos de humanos importantes para la evolución del cerebro. Los hallazgos del O'Donnell Brain Institute abren nuevos caminos de investigación encómo las proteínas CLOCK producidas por el gen CLOCK afectan la función cerebral y los procesos por los cuales las neuronas encuentran su lugar apropiado en el cerebro.
"La gente ha estado buscando genes que son importantes para la evolución del cerebro, en el contexto de nuestros cerebros plegados más grandes", dijo el Dr. Genevieve Konopka, neurocientífico del Instituto del Cerebro Peter O'Donnell Jr. de UT Southwestern. "Ahoratener evidencia de que CLOCK regula muchos genes fuera de los ritmos circadianos, por lo que podemos ubicarlo como un punto clave en la jerarquía de importantes vías moleculares para el desarrollo y la evolución del cerebro humano ".
Los cerebros humanos son notablemente más grandes que los cerebros de nuestro pariente más cercano, el chimpancé. Pero debido a que el tamaño por sí solo no tiene en cuenta las capacidades cognitivas los mamíferos como las ballenas y los delfines tienen cerebros más grandes, los científicos han intentado comprender qué hace que elcerebro humano más inteligente.
La investigación del Dr. Konopka se ha centrado en la neocorteza, un área del cerebro con pliegues distintivos que se asocia con la vista y el oído y se considera la parte más recientemente desarrollada de la corteza. Su laboratorio publicó un estudio en 2012 que encontró que CLOCK ha aumentadoexpresión en la neocorteza humana en comparación con otros cerebros de primates. Los hallazgos provocaron más preguntas sobre lo que estas proteínas del reloj corporal estaban haciendo en una región neural que tradicionalmente no se considera un centro para la función del ritmo circadiano.
El nuevo estudio publicado en Genes y desarrollo ofrece algunas respuestas :
Los hallazgos sugieren que puede haber mucho más que aprender sobre las diversas funciones controladas por CLOCK, identificadas en 1997 por el Dr. Joseph S. Takahashi de UT Southwestern. Su descubrimiento innovador amplió la investigación de la mosca de la fruta ganadora del Premio Nobel al mostrar que existen relojes biológicos enmamíferos. Múltiples estudios desde el hallazgo del Dr. Takahashi han sugerido vínculos entre la función RELOJ y problemas de salud como el cáncer, los trastornos cognitivos y la depresión.
El estudio del Dr. Konopka, que utilizó tejido cerebral postmortem y neuronas humanas en cultivo, es el primero en examinar el papel de CLOCK en la neocorteza humana.
"Una función novedosa del gen CLOCK en el cerebro que no está directamente relacionada con los ritmos circadianos es inesperada, y su posible papel en la evolución de la neocorteza humana es muy emocionante", dijo el Dr. Takahashi, autor correspondiente del nuevo estudio, Presidente de Neurociencia en UT Southwestern, Investigador del Instituto Médico Howard Hughes, y titular de la Cátedra Distinguida Loyd B. Sands en Neurociencia.
El Laboratorio Konopka buscará expandir los hallazgos estudiando los organoides cerebrales, esencialmente mini cerebros humanos cultivados en un plato, para comprender los objetivos específicos que CLOCK regula.
El equipo manipulará CLOCK en estos tejidos y documentará cambios en la función, como defectos en la migración neuronal o el desarrollo de otros tipos de células. La investigación del Dr. Konopka también involucrará "ratones humanizados", a los que se les ha dado un impulso de CLOCKen su neocorteza. El laboratorio controlará los diversos cambios en el desarrollo y el comportamiento del cerebro.
"Hay tanto que no sabemos sobre el desarrollo y la evolución del cerebro humano", dijo el Dr. Konopka, Profesor Asociado de Neurociencia y el Académico Jon Heighten en Investigación del Autismo. "Estamos armando más piezas del rompecabezas paraentender qué genes están conectados a otros "
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Materiales proporcionado por UT Southwestern Medical Center . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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