El tic-tac del reloj molecular evolutivo
Muchos procesos biológicos relacionados con el desarrollo y la enfermedad en seres humanos, incluyendo la formación rítmica de somitas durante la embriogénesis en vertebrados, están regulados por relojes moleculares. Las somitas, estructuras tisulares segmentadas, dan lugar a las vértebras y sus músculos asociados. El proyecto ARTHROPODSEGCLOCK estudió el reloj de segmentación en insectos y vertebrados empleando el escarabajo rojo de la harina (Tribolium castaneum) como especie modelo. El trabajo previo de un investigador del proyecto desveló similitudes sorprendentes en la manera en la que este insecto desarrolla sus segmentos troncales y cómo los vertebrados (incluyendo a los seres humanos) desarrollan determinadas estructuras internas pareadas como las vértebras y sus músculos asociados. Los resultados señalan cómo la red de genes que controla la segmentación corporal en insectos podría haber sufrido modificaciones durante la evolución de estos animales invertebrados. La transición desde un modelo de segmentación secuencial como el de T. castaneum hasta un modelo de segmentación simultánea como el de Drosophila melanogaster conllevó seguramente una variación en el orden temporal en el que se expresan genes clave del desarrollo y cambios homólogos en el sentido de las interacciones reguladoras entre estos genes. Los investigadores también identificaron tres factores conservados a lo largo de la evolución que controlan el proceso de segmentación en D. melanogaster y T. castaneum durante el desarrollo. Para comparar su función en las dos especies, favorecieron cambios en la manera en la que estos factores modifican la interaccionan entre genes clave relacionados con la segmentación en diferentes etapas del proceso de segmentación. Los resultados sugieren que determinados cambios en el patrón espaciotemporal en el que actúan estos factores tuvieron un papel crucial en la transición desde la segmentación secuencial a la segmentación simultánea en insectos. Otro aspecto que resalta la importancia de estos tres factores es que además participan en la formación del eje corporal en vertebrados. Desde un punto evolutivo, es probable que estos factores hayan sido heredados de un ancestro común que vivió hace más de quinientos millones de años. Los resultados revelan asimismo que los factores temporales son parte del conjunto de señales que convierte la información temporal contenida en las oscilaciones moleculares del reloj de segmentación en el patrón espacial de los segmentos en T. castaneum. Este proceso es parecido al desencadenado por el conjunto de señales que da lugar a los segmentos en vertebrados, aunque mediado por un grupo diferente de genes. Los hallazgos de ARTHROPODSEGCLOCK proporcionan un mejor conocimiento sobre la evolución de los animales. Además, las actividades del proyecto han permitido erigir a T. castaneum como un modelo robusto para el estudio de los relojes moleculares.
Palabras clave
Evolutivo, reloj molecular, ARTHROPODSEGCLOCK, Tribolium, segmentación secuencial
