MADRID 23 Dic. (EUROPA PRESS) -
La presión evolutiva a través de los mamíferos machos para garantizar la procreación de su propia descendencia condujo a una rápida evolución del testículo. Estudios bioinformáticos realizados por un equipo internacional de investigadores dirigido por el doctor Henrik Kaessmann, del Centro de Biología Molecular de la Universidad de Heidelberg (Alemania), muestran que esta presión aceleró especialmente la evolución de las últimas etapas de la formación del esperma, según publican en la revista 'Nature'.
El objetivo de estos estudios contrastivos era, por primera vez, descifrar la regulación genética de la formación de espermatozoides en diversas especies de mamíferos y en el ser humano, trazando así la evolución de esta espermatogénesis. Al mismo tiempo, los investigadores también pudieron detectar genes cuya actividad había permanecido inalterada en el curso de la evolución.
La espermatogénesis en el testículo está controlada por una compleja interacción finamente coordinada de la actividad de diferentes genes, también conocida como expresión génica. Hasta ahora, la comprensión de estos programas genéticos se había limitado en gran medida al ratón. "En consecuencia, poco se sabía sobre los fundamentos genéticos que constituyen las grandes diferencias en la espermatogénesis de los distintos mamíferos, tanto en lo que respecta al número de espermatozoides formados como a sus propiedades", explica Noe Mbengue, investigador doctoral del grupo "Evolución del genoma de los mamíferos" del profesor Kaessmann.
Los científicos de Heidelberg han logrado definir la expresión de todos los genes a nivel de células individuales durante toda la espermatogénesis de diez mamíferos diferentes. Los organismos estudiados representan a todos los grandes grupos de mamíferos e incluyen a los humanos y a sus parientes más cercanos, los grandes simios. Para ello, los investigadores utilizaron tecnologías genómicas unicelulares de última generación.
A partir de estos datos, pudieron trazar la evolución de la espermatogénesis con ayuda de comparaciones bioinformáticas entre los distintos mamíferos. Según Kaessmann, estos estudios comparativos descubrieron un patrón relacionado con el tiempo.
"Mientras que los programas genéticos en las primeras fases de la espermatogénesis son muy similares entre los mamíferos, en las últimas difieren enormemente; eso significa que la rápida evolución del testículo es el resultado de importantes diferencias en las células durante la espermatogénesis tardía", subraya el doctor Florent Murat, antiguo postdoctorando en el grupo de investigación de Henrik Kaessmann y ahora jefe de grupo en el Instituto Nacional de Investigación Agronómica, Alimentaria y Medioambiental (INRAE) de Rennes (Francia).
Otros análisis de los científicos revelaron genes cuya actividad había permanecido inalterada a lo largo de la evolución. Regulan procesos fundamentales de la formación de espermatozoides que son los mismos para todos los mamíferos. "De ahí que nuestros datos aporten también elementos valiosos para la investigación de los trastornos de la fertilidad en el hombre", explica Kaessmann.
Por último, los datos de los científicos les permitieron distinguir por primera vez los espermatozoides que portan un cromosoma X o un cromosoma Y y determinar así el sexo de la descendencia. Con ayuda de esta división, los investigadores consiguieron estudiar sistemáticamente la expresión génica en estos cromosomas sexuales. Como demostraron estas investigaciones, la expresión génica en los cromosomas sexuales de todos los mamíferos machos se regula a la baja durante la división de maduración conocida como meiosis. Este mecanismo es presumiblemente fundamental para evitar un intercambio genético desventajoso entre el cromosoma X y el Y durante la meiosis.
