Descubren el mecanismo que dicta la forma de los seres vivos

¿Por qué no crecen los brazos desde el centro de nuestro cuerpo? La cuestión no es tan trivial como parece. Vértebras, extremidades, costillas, coxis... en sólo dos días, todos estos elementos se forman en el embrión con la precisión de un reloj suizo. Intrigados por la extraordinaria fiabilidad de este mecanismo, los biólogos siempre se han preguntado cómo funciona exactamente. Ahora, investigadores de la EPFL (Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne) y la Universidad de Ginebra (UNIGE), ambas en Suiza, han resuelto el misterio. El descubrimiento ha sido publicado en el último número de la revista 'Science'.

Durante el desarrollo del embrión, todo sucede en un momento determinado. En aproximadamente 48 horas, se desarrollará de arriba abajo mediante lo que los científicos llaman segmentación del embrión. "Estamos hechos de unos treinta cortes horizontales", explica Denis Duboule, profesor en EPFL y en UNIGE, "estos cortes corresponden más o menos el número de vértebras que tenemos".

Cada hora y media, se desarrolla un nuevo segmento; los genes correspondientes a las vértebras cervicales, las vértebras torácicas, las vértebras lumbares y el coxis se activan en el momento justo, uno tras otro.

"Si los tiempos no se respetaran, terminaríamos con costillas saliendo de las vértebras lumbares", bromea Duboule. Pero, ¿cómo hacen los genes para actuar de una manera tan perfectamente sincronizada? Según Duboule, una serie de genes muy específicos, conocidos como Hox, están involucrados en este proceso. Responsables de la formación de las extremidades y la columna vertebral, estos genes tienen una característica notable, "se encuentran colocados con exactitud, uno tras otro en la cadena de ADN, en cuatro grupos. En primer lugar el cuello, luego el tórax, la zona lumbar, y así sucesivamente", explica Duboule.

El proceso es sorprendentemente simple. En los primeros momentos de la formación del embrión, los genes Hox permanecen latentes; cuando llega el momento adecuado, la cadena comienza a actuar. Cuando el embrión comienza a formarse a un nivel superior, los genes que codifican la formación de las vértebras cervicales se activan. Luego, es el turno de las vértebras torácicas, y así sucesivamente, hasta la rabadilla.

"Un nuevo gen ocupa su turno cada noventa minutos, lo que se corresponde con el tiempo necesario para una nueva fase de la formación del embrión", explica Duboule.

Este descubrimiento es el resultado de muchos años de trabajo; bajo la dirección de Duboule y Daniël Noordermeer, el equipo analizó miles de 'carretes' de genes Hox. Con la ayuda del Instituto Suizo de Bioinformática, los científicos fueron capaces de recopilar grandes cantidades de datos y modelizar la estructura de este conjunto de genes y cómo se desenvuelven en el tiempo.

El proceso compartido por numerosos seres vivos, desde los seres humanos a algunos tipos de gusanos, desde las ballenas azules a los insectos. La estructura de todos estos animales -la distribución de sus vértebras, extremidades y otros apéndices a lo largo de su cuerpo- está programada con exactitud.

El cuerpo sinuoso de la serpiente es un ejemplo perfecto. Hace unos años, Duboule descubrió en estos animales un defecto en el gen Hox, que normalmente se detiene el proceso de toma de las vértebras. "Ahora sabemos lo que ocurre, el proceso no se detiene, sino que el embrión de serpiente sigue desarrollando vértebras, todas idénticas, hasta que el proceso pierde fuerza", concluye el investigador.

EP