El desplazamiento de un único aminoácido en una proteína hace que el humano flamante posea más neuronas con un tamaño cerebral similar.
Un cambio en un único aminoácido de la proteína TKTL1 -siglas en inglés de 'proteína 1 similar a la transcetolasa'- pudo proporcionar a los humanos modernos la delantera evolutiva sobre sus parientes más arcaicos con los que convivieron, como el hombre de Neandertal. Esta mutación incrementó la neurogénesis en la corteza cerebral, lo que habría permitido al Homo sapiens difundir más neuronas y ampliar potencialmente su capacidad cognitiva, ayudándole a adaptarse mejor al cambio.
El enigma de la agonía de los neandertales no ha dejado de cautivar a la ciencia, y la antropología evolutiva destierra de forma cada vez más elocuente la idea de que eran significativamente más 'bestiales' que los humanos modernos. Su cerebro era del mismo cuerpo que el del humano contemporáneo, eran capaces de interpretar el lengua hablado, manufacturaban herramientas con diplomacia y dejaron las primeras expresiones artísticas y culturales.
Su herencia genética, de hecho, pervive entre nosotros mediante los genes que nos legaron en los diversos eventos de hibridización que se produjeron entre comunidades de homínidos diferentes. Sin incautación, hay indicios de que su crecimiento cognitivo y su actividad cerebral eran más lentos en comparación con el humano flamante. Esto les habría dificultado la competición frente a parientes con más medios en un entorno cambiante, y les habría llevado a la desaparición hace 40.000 abriles.
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Investigadores del Instituto Max Planck Institute de Biología Celular Molecular y Genética (MPI-CBG) de Dresde (Alemania) han demostrado ahora que la cambio de la proteína TKTL1 que poseemos los humanos modernos solo difiere en un aminoácido con respecto a la neandertal. Sin incautación, la variación acrecienta la producción de unas células matriz en el cerebro, las progenitoras gliales radiales (RGP).
Las RGP son responsables de difundir la mayo parte de las neuronas durante el crecimiento de la corteza cerebral, la parte del cerebro relacionada con las habilidades cognitivas más evolucionadas. En concreto, esta mutación habría llevado a una longevo producción neuronal durante el crecimiento del onda anterior del Homo sapiens, un campo de acción que controla las funciones ejecutivas y conductuales del individuo en circunstancias como la resolución de problemas.
La arginina, un cambio crucial
La diferencia es más significativa todavía teniendo en cuenta que, entre el humano flamante y los desaparecidos neandertales y denisovanos, muy pocas proteínas han sufrido diferencias en sus secuencias de aminoácidos, sus 'bloques de construcción'. Entre los sapiens, el aminoácido que cambió de sitio es la arginina, mientras que tanto los humanos arcaicos como los primates contemporáneos poseen en ese ocupación la lisina.
Para determinar los artículos de esta nerviosismo, el equipo de la investigadora Anneline Pinson empleó dos grupos de embriones de ratón a los que se les introdujeron una cambio u otra de la TKTL1 en el neocórtex en crecimiento. Unos recibieron la sapiens y otros la neandertal, y la producción de células matriz RGP solo se produjo en el primer familia. A resultas, solo los cerebros de los ratones modificados para parecerse a los cerebros de los humanos modernos generaron más neuronas.
El próximo paso consistió en difundir organoides de cerebros humanos, modelos cultivados en laboratorio a partir de células matriz a los que se permite crecer hasta alcanzar un tamaño primario. Estos 'minicerebros' recibieron la cambio neandertal de la TKTL1. "Descubrimos que en este tipo de cerebro neandertal la producción de RGP era inferior a la de un cerebro humano flamante en crecimiento, lo que se tradujo en una pequeño cantidad de neuronas", explica Pinson.
"No podemos aprender cuántas neuronas tenía en realidad el cerebro de un Neandertal", reconoce la investigadora. "Pero podemos inferir que los humanos actuales poseen más que ellos en el onda anterior del cerebro, en donde la TKTL1 presenta longevo actividad". El Dr. Wieland Huttner, supervisor del trabajo, va más allá. "Este estudio implica que la producción de neuronas durante el crecimiento fetal es longevo en los humanos modernos que en el Neandertal. Y estamos tentados de especular con que esto impulsó las capacidades cognitivas que hoy asociamos con el onda anterior".