Neuronas y Sinapsis de un tiburon
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La coordinadora del proyecto es la profesora Isabel Rodríguez-Moldes Rey, del Departamento de Biología Celular y Ecología de la USC. Explica que están estudiando el desarrollo del sistema nervioso central en los denominados elasmobranquios, peces con esqueleto cartilaginoso como los tiburones o las rayas. Se centran en este grupo de peces por su importancia desde el punto de vista evolutivo. Además, su desarrollo es poco conocido, puesto que no resulta sencillo disponer de embriones para su estudio.
Más estudiados están los peces con esqueleto óseo, como el pez-zebra, muy propio de los acuarios y que se emplea como modelo de pez en investigaciones sobre el desarrollo, ya que es fácil y rápido de reproducir en cautividad. Sin embargo, la profesora señala que presentan la desventaja de que son peces muy pequeños y que se desarrollan muy rápido (el período embrionario sólo dura tres días), lo que hace difícil apreciar los detalles del proceso de desarrollo.
La pintarroja como modelo de estudio
El desarrollo embrionario de los tiburones se prolonga varios meses, lo que les permite a los investigadores disponer de series de embriones de diferentes edades. Esto les proporciona información detallada del proceso de formación de su cerebro. Los biólogos de la Universidad de Santiago se centran en una especie de tiburón llamada Scyliorhinus canicula, comúnmente conocida como pintarroja. La escogieron por su posición en la escala evolutiva, ya que es esencial para conocer las características ancestrales de los vertebrados con mandíbulas, entre los que se incluye la especie humana.
Las muestras de embriones las suministra el Aquarium Finisterrae de A Coruña, además del Ocenario y el Acuario Vasco da Gama de Lisboa. También le compran embriones a la Estación Biológica de Roscoff (Francia).
El equipo tiene información sobre el genoma de la pintarroja
El equipo dispone de herramientas técnicas para conocer qué neuronas o grupos de neuronas contienen determinadas sustancias neuroactivas como los neurotransmisores, responsables de la comunicación entre células nerviosas. Al disponer de embriones, los investigadores analizan cómo se desarrollan esos sistemas neuronales, es decir, en qué momento aparecen, cómo varía su organización a lo largo del tiempo o cómo y cuándo se establecen las conexiones que relacionan las neuronas entre sí. Su objetivo es reconocer en la pintarroja las características comunes que se han conservado en peces cartilaginosos y en vertebrados con esqueleto óseo, reconociéndose de este modo el origen de las principales características de los vertebrados con mandíbulas.
Además, el equipo colabora con investigadores franceses que están descifrando el genoma de la pintarroja, lo que les permite buscar genes responsables del desarrollo. “Si encontramos en la pintarroja genes del desarrollo del sistema nervioso homólogos a los que actúan en las aves o en los mamíferos, podremos deducir que son genes básicos, fundamentales para la correcta formación del sistema nervioso de los vertebrados -manifiestan-.
“Si somos capaces de encontrar qué es lo común a un mayor número de especies animales a través de la identificación de los genes del desarrollo heredados de un ancestro común, estaríamos avanzando en el conocimiento de la historia evolutiva” -declara la profesora Isabel Rodríguez-Moldes-.
En la búsqueda de los genes del desarrollo
Los investigadores tratan de descubrir qué tipo de genes actúan en la formación del cerebro de la pintarroja. Así, pretenden conocer el ordenamiento en el espacio y en el tiempo de las células nerviosas mediante el análisis de los patrones de expresión génica. “Se desconoce cómo, pero, durante el desarrollo, las células saben qué posición deben ocupar. Y, en algunas especies, se conocen los genes responsables de que las células nerviosas adquieran esa información de posición” -señalan los científicos-.
“Teniendo en cuenta que la estructura del sistema nervioso depende de la actividad de determinados genes, es posible que los genes que regulan la configuración del sistema nervioso de los vertebrados en sus primeras etapas de desarrollo actúen del mismo modo en todas las especies” -asegura la profesora-.
El equipo trata de ver si los genes encargados de ordenar las células en el cerebro de los tiburones son homólogos a otros genes ya conocidos en otras especies de vertebrados. Y consideran que los tiburones están siendo de gran utilidad como modelo en la búsqueda de la condición ancestral de todos los vertebrados.