Se han identificado por primera vez genes que determinan la complejidad animal, o lo que hace a los humanos mucho más complejos que una mosca de la fruta o un erizo de mar.

El mecanismo secreto de cómo una célula de un animal puede ser significativamente más compleja que una célula similar de otro animal parece deberse a las proteínas y su capacidad para controlar los "eventos" en el núcleo de una célula.

La investigación, por el bioquímico Dr. Colin Sharpe y sus colegas de la Universidad de Portsmouth, se publica en Más uno .

El Dr. Sharpe dijo:"La mayoría de la gente está de acuerdo en que los mamíferos, y humanos en particular, son más complejas que un gusano o una mosca de la fruta, sin saber realmente por qué. La pregunta me ha estado molestando a mí y a otros durante mucho tiempo.

"Una medida común de complejidad es la cantidad de diferentes tipos de células en un animal, pero se sabe poco sobre cómo se logra la complejidad a nivel genético. El número total de genes en un genoma no es un impulsor, este valor varía solo ligeramente en animales multicelulares, así que buscamos otros factores ".

Dr. Sharpe y estudiante de MRes, Daniela Lopes Cardoso interrogó grandes cantidades de datos de los genomas de nueve animales, desde humanos y monos macacos hasta gusanos nematodos y la mosca de la fruta. y calculó qué tan diverso era cada uno a nivel genético.

Encontraron una pequeña cantidad de proteínas que interactuaban mejor con otras proteínas y con la cromatina, la forma empaquetada de ADN en el núcleo celular.

"Estas proteínas parecen ser excelentes candidatas para lo que se esconde detrás de los grados de complejidad enormemente variados en los animales, "Dijo el Dr. Sharpe.

"Esperábamos identificar genes que interactuaban directamente con el ADN para regular otros genes, Pero éste no era el caso. En su lugar, identificamos genes que interactuaban con la "cromatina".

"Nuestros resultados sugieren que la mayor capacidad de ciertas proteínas para interactuar entre sí para regular la organización dinámica de la cromatina en el núcleo como un componente de la complejidad animal".

Los resultados importan él dijo, porque los científicos biomédicos dependen de una mejor comprensión de las enfermedades humanas mediante su estudio en animales. Si bien esto tiene valor, existe una preocupación subyacente de que un modelo animal puede ser demasiado simple para ser útil, que los resultados observados en un animal más simple pueden no correlacionarse con lo que sucede en un animal más complejo.

Entender las diferencias inherentes en cómo se organizan los animales a nivel genético y las limitaciones a las interpretaciones que esto impone, proporcionará una selección más racional de modelos animales apropiados en biomedicina.

La investigación anterior del Dr. Sharpe y su equipo encontró que hay tres factores detrás de que las proteínas producidas por un gen, NCoR, sean más diversas en animales complejos como los humanos en comparación con, por ejemplo, erizos de mar:

• Duplicación de genes, aunque la cantidad total de genes en el genoma no varía significativamente, algunos genes específicos se duplican una o más veces, por ejemplo, hay un gen NCoR en erizos de mar y dos en humanos.
• Los genes individuales a menudo producen más de una proteína. El ARN mensajero (ARNm) que une el gen a la proteína se puede procesar mediante 'empalme' para generar una variedad de ARNm diferentes, cada uno de los cuales codifica un relacionado, pero proteína diferente. Por ejemplo, el gen del erizo de mar produce solo un tipo de ARN, mientras que en los humanos el gen NCoR2 produce más de 30 y es probable que cada uno tenga una función diferente.
• La mayoría de las proteínas constan de dominios que tienen una función específica. El Dr. Sharpe y su equipo descubrieron que la cantidad de dominios aumenta, de nuevo con NCoR, de uno en erizos de mar a tres en humanos.