¿Cómo saben las células dónde pertenecen?
Stan Kerstjens, un investigador postdoctoral en el laboratorio del profesor Anthony Zador, describe el desafío de manera clara: “La única cosa que una célula ‘ve’ es a sí misma y a sus vecinas,” explica. “Su destino depende de dónde se encuentra. Una célula en el lugar equivocado se convierte en lo incorrecto, y el cerebro no se desarrolla correctamente. Por lo tanto, cada célula debe resolver dos preguntas: ¿Dónde estoy? Y ¿quién debo llegar a ser?”
La investigación realizada por Kerstjens y Zador, en colaboración con Harvard y ETH Zürich, explora cómo se pueden responder estas preguntas durante el desarrollo. Tradicionalmente, se pensaba que las señales químicas eran casi la única fuente de información posicional necesaria para las células en crecimiento. Este modelo ha sido eficaz en sistemas biológicos más pequeños, pero el cerebro en desarrollo es un desafío mayor que implica miles de millones de neuronas en una estructura en expansión.
¿Por qué podría importar más la línea de parentesco que la distancia?
La nueva teoría introduce una posibilidad alternativa. Kerstjens compara el proceso con la manera en que las poblaciones humanas se distribuyen a lo largo de generaciones. “Considera cómo las poblaciones humanas se expanden a través de un país,” dice. “Los descendientes se asientan cerca de sus padres, lo que lleva a que aquellos que comparten ascendencia terminen en regiones vecinas, produciendo estructuras geográficas a gran escala sin necesidad de comunicación a larga distancia. Sostenemos que un principio similar opera en el cerebro en desarrollo. Las células que descienden de un progenitor tienden a permanecer cerca entre sí.”
Para investigar esta idea, los investigadores desarrollaron lo que llamaron un “modelo basado en linaje de información posicional escalable.” Primero exploraron el concepto mediante cálculos teóricos. Luego analizaron patrones de expresión génica en cerebros en desarrollo de ratones, estudiando tanto células individuales como grupos más grandes. Patrones similares aparecieron más tarde en peces cebra, sugiriendo que el mecanismo podría funcionar en cerebros de tamaños muy diferentes.
Los hallazgos apuntan hacia una colaboración entre las relaciones celulares heredadas y la señalización química tradicional, en lugar de optar por una explicación exclusiva.
¿Podrían estos hallazgos ir más allá del cerebro?
Las implicaciones pueden extenderse más allá de la neurociencia. Los investigadores sugieren que el mismo principio organizador podría aplicarse a otros tejidos en desarrollo, incluyendo tumores. Comprender cómo las células heredan y mantienen información posicional podría abrir nuevas avenidas para estudiar el crecimiento biológico en general.
Este trabajo también podría influir en la forma de pensar sobre futuros sistemas de inteligencia artificial. Los investigadores sugieren que si los modelos de IA algún día transmiten información a través de generaciones, podrían depender de métodos organizativos similares a los observados en células vivas.
Para Kerstjens, sin embargo, las preguntas más grandes permanecen vinculadas a la inteligencia humana. “El cerebro de alguna manera nos hace inteligentes,” dice. “¿Cómo logró acumular esta capacidad, no solo durante su tiempo de desarrollo, sino a lo largo del tiempo evolutivo? Este es un fragmento en ese enorme rompecabezas.”
La investigación, basada en materiales proporcionados por el Cold Spring Harbor Laboratory, ofrece una nueva forma de reflexionar sobre uno de los misterios más profundos de la biología: cómo una sola célula puede construir la notable complejidad de la mente humana.
Preguntas Frecuentes
¿Cuál es el hallazgo principal del estudio?
Sugiere que las células del cerebro emparentadas tienden a permanecer cerca unas de otras, ayudando a organizar el cerebro en desarrollo.
¿Qué animales fueron examinados en la investigación?
Los investigadores estudiaron tanto ratones como peces cebra para probar el modelo propuesto.
About the Author
