Científicos provocan, por accidente, que le crezcan patas en lugar de genitales a un embrión de ratón

Pero durante la investigación, a veces las cosas no ocurren como los científicos esperan. Esto es lo que le pasó al grupo de biólogos liderado por Anastasiia Lozovska y Moisés Mallo y sus colegas del Instituto de Ciencias Gulbenkian de Portugal, quienes estudiando las primeras etapas del desarrollo del ratón inactivaron un gen que llevó a una sorprendente malformación al roedor nonato: en vez de genitales tenía un par de patas más de lo habitual.

«Yo no elegí el proyecto, el proyecto me eligió a mí», afirma Mallo para 'Nature'. Es cierto. El equipo centró su análisis el el gen Tgfbr1, que también está presente en humanos y que codifica una proteína que participa en el control de la división, multiplicación y diferenciación de las células, así como el movimiento y la muerte celular. En concreto, en la vida embrionaria está involucrado en la formaciones que involucran desde el tronco a la cola, y sirve como una especie de lista de instrucciones para 'crear una extremidad trasera' o dar la orden de 'formar genitales externos'.

A medida que el embrión de un mamífero crece, construye estructuras secuencialmente desde la cabeza hasta la cola. En las primeras etapas del desarrollo, los mecanismos genéticos pasan de centrarse en la cabeza a extender el cuerpo y sentar las bases de los principales sistemas de órganos. Posteriormente, ocurre una segunda transición donde la activación de genes en múltiples capas de tejido extiende el tronco para crear una cola. Es durante este proceso que las interacciones entre los tejidos recién emergentes generan estructuras necesarias para los canales de salida del cuerpo y los genitales.

Si bien las piernas y los brazos comparten muchos de los mismos genes, en una etapa tan temprana del proceso de gestación, las extremidades traseras y los genitales tienen aún más en común. De hecho, se cree que ambos surgieron a la vez en especies que nos precedieron y que luego evolucionaron para generar una amplia diversidad de estructuras adaptadas, por un lado, para una locomoción y, por otro, para el apareamiento.

«Por lo tanto, será interesante determinar si un mecanismo relacionado con la plasticidad del desarrollo descubierta por nuestro trabajo podría ayudar a explicar la ausencia de extremidades traseras en las serpientes, pero su presencia en la mayoría de los lagartos», se preguntan Lozovska y sus colegas en el estudio que publican en 'Nature Communications'.

El equipo comparó embriones de ratón de 10 a 17 días con y sin versiones funcionales del gen Tgfbr1. La sorpresa fue mayúscula cuando uno de los embriones de ratón modificados mostró seis patas. Cuando el equipo de Mallo analizó más en profundidad, descubrió que Tgfbr1 dirige estas estructuras para que se conviertan en genitales o extremidades al alterar la forma en que el ADN se pliega en las células de la estructura. La desactivación de la proteína cambió la actividad de otros genes, lo que resultó en extremidades adicionales y ausencia de genitales externos verdaderos.

Es decir, al observar el tejido de las piernas 'mutantes' en comparación con los ratones de control, identificaron la remodelación de la cromatina: las proteínas que controlan el acceso al ADN de las células se habían cambiado a la configuración de 'piernas', en lugar de la configuración 'genitales'.

Los investigadores esperan determinar si Tgfbr1 y sus parientes afectan la estructura del ADN en otros sistemas, como el cáncer metastásico, y en la función inmune. También están examinando si el mismo mecanismo subyace al desarrollo del hemipene reptil, un pene doble que, en las serpientes, se forma a partir de órganos primordiales en lugar de piernas.