Reproducen cambios evolutivos manipulando el desarrollo embrionario en ratones
Científicos de la Universidad de Helsinki y de la UAB han conseguido reproducir en el laboratorio, modificando el desarrollo embrionario en ratones, cambios en la forma de los dientes de los mamíferos que se han dado a lo largo de millones de años de evolución. La investigación se publica hoy en Nature.
Para modificar el desarrollo de los dientes, el equipo del Instituto de Biotecnología de la Universidad de Helsinki ha trabajado con cultivos de dientes embrionarios de ratón que no codificaban la proteína ectodysplasin A (EDA), que regula la formación de estructuras y la diferenciación de los órganos en el embrión a lo largo de su desarrollo. Los dientes obtenidos a partir de los cultivos que presentan esta mutación se desarrollan hacia formas muy básicas, con una corona dental muy uniforme. Los científicos han añadido gradualmente diferentes cantidades de la proteína EDA a las células embrionarias y han dejado que se desarrollaran.
Los investigadores han observado la formación de dientes con diferentes grados de complejidad en su corona. Los cambios más primitivos observados en la forma de los dientes coinciden con los que tuvieron lugar evolutivamente en animales del Triásico, hace unos doscientos millones de años. Y los patrones posteriores de desarrollo observados coinciden con los de diferentes estadios de evolución de especies de roedores ya extinguidas del Paleoceno, hace unos 60 millones de años. Los investigadores han conseguido, de esta manera, reproducir experimentalmente las transiciones que se observan en el registro fósil de los dientes de mamíferos.
El equipo de científicos ha podido contrastar la forma de estos dientes con las predicciones de un modelo matemático por ordenador, desarrollado por el investigador de la UAB y de la Universidad de Helsinki Isaac Salazar-Ciudad, que reproduce cómo el diente cambia de un grupo de células idénticas a una estructura compleja en tres dimensiones, con la forma completa de una muela, calculando la posición en el espacio de cada célula. El modelo es capaz de predecir cómo cambia la morfología del diente cuando se modifica un gen, y ha proporcionado, por tanto, una explicación de los mecanismos por los que tienen lugar estos cambios específicos en la forma de los dientes a lo largo de la evolución.
"La evolución se ha explicado por la competencia entre individuos adaptados de manera diferente al medio" afirma Isaac Salazar-Ciudad, "pero no sabemos por qué y de qué manera los individuos se diferencian morfológicamente. La investigación ayuda a entender la evolución como un juego, en cada generación, entre las posibles variaciones de la forma y la selección natural ".
Además de la Universidad de Helsinki (Finlandia) y de la Universitat Autònoma de Barcelona, también han participado en la investigación la Universidad de California en San Francisco (EE.UU.), la Academia China de las Ciencias en Beijing (China), la Monash University en Victoria (Australia) y el Museo Victoria de Melbourne (Australia). La investigación se publica hoy en la revista Nature.