El cerebro moderno se forma más lento y con menos errores que el neandertal

El desarrollo del cerebro entre los neandertales y los humanos modernos ha sido distinto, según un estudio que constata que las células madre en nuestra especie tardan más en dividirse y cometen menos errores durante la división celular.

"Tomarse su tiempo marca la diferencia", señalan investigadores del Instituto Max Planck de Biología Molecular Celular y Genética, que concluyen que las células madre del cerebro en desarrollo de los humanos modernos tardan más en dividirse y cometen menos errores al distribuir sus cromosomas a las células hijas, en comparación con los neandertales.

Después de que los ancestros de los humanos modernos se separaran de los de los neandertales y los denisovanos -sus parientes asiáticos- un centenar de aminoácidos, los componentes básicos de las proteínas de las células y los tejidos, cambiaron en los humanos modernos y se extendieron a casi todos ellos.

Se desconoce en gran medida la importancia biológica de estos cambios, explica el Max Planck en un comunicado.

Sin embargo, seis de esos cambios de aminoácidos se produjeron en tres proteínas que desempeñan un papel clave en la distribución de los cromosomas, los portadores de la información genética, a las células hijas durante la división celular.

Para investigar la importancia de estos seis cambios en el desarrollo del neocórtex -parte implicada en el aprendizaje de orden superior-, los científicos introdujeron primero las variantes humanas modernas en ratones.

Los ratones son idénticos a los neandertales en esas seis posiciones de aminoácidos, por lo que estos cambios los convirtieron en un modelo para el desarrollo del cerebro humano moderno.

Felipe Mora-Bermúdez, autor principal del estudio, describe que encontraron que tres aminoácidos humanos modernos en dos de las proteínas provocan una metafase más larga, un momento clave en la que los cromosomas se preparan para la división celular.

Esto da lugar a menos errores cuando los cromosomas se distribuyen a las células hijas, al igual que en los humanos modernos, añade el investigador.

Para comprobar si el conjunto de aminoácidos neandertales tiene el efecto contrario, los investigadores introdujeron los aminoácidos ancestrales en organoides cerebrales humanos -estructuras en miniatura similares a órganos que pueden crecer a partir de células madre en placas de cultivo celular en el laboratorio y que imitan aspectos del desarrollo temprano del cerebro humano-.

"En este caso, la metafase se acortó y encontramos más errores de distribución cromosómica", aclara Mora-Bermúdez, para quien esto demuestra que esos tres cambios de aminoácidos de los humanos modernos en las proteínas conocidas como KIF18a y KNL1 son responsables de los menores errores de distribución cromosómica observados en los humanos modernos en comparación con los modelos neandertales y los chimpancés.

"Tener errores en el número de cromosomas no suele ser una buena idea para las células, como puede verse en trastornos como las trisomías y el cáncer".

El estudio implica que algunos aspectos de la evolución y la función del cerebro humano moderno pueden ser independientes de su tamaño, ya que los neandertales y los humanos modernos tienen cerebros de tamaño similar.

Los hallazgos también sugieren que la función cerebral de los neandertales puede haberse visto más afectada por errores cromosómicos que la de los humanos modernos, resume Wieland Huttner, que supervisó el estudio.

Por su parte, Svante Pääbo añade que "se necesitan estudios futuros para investigar si la disminución de la tasa de errores afecta a los rasgos humanos modernos relacionados con la función cerebral".