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Microcefalia

La microcefalia ( MCPH1 ) es un gen que se expresa durante el desarrollo cerebral fetal. Ciertas mutaciones en MCPH1 , cuando son homocigotas , causan microcefalia primaria, un cerebro severamente disminuido . [5] [6] [7] Por lo tanto, se ha asumido que las variantes tienen un papel en el desarrollo cerebral. [8] [9] Sin embargo, en individuos normales aún no se ha demostrado ningún efecto sobre la capacidad mental o el comportamiento en este u otro gen de microcefalia estudiado de manera similar, ASPM . [10] [11] Sin embargo, se ha establecido una asociación entre la variación normal en la estructura cerebral, medida con resonancia magnética (es decir, principalmente el área de superficie cortical y el volumen cerebral total) pero solo en mujeres, y variantes genéticas comunes dentro del gen MCPH1 y otro gen de microcefalia estudiado de manera similar, CDK5RAP2 . [12]

Estructura

Las proteínas de microcefalina contienen los siguientes tres dominios:

Expresión en el cerebro

La MCPH1 se expresa en el cerebro fetal , en el prosencéfalo en desarrollo y en las paredes de los ventrículos laterales . Las células de esta zona se dividen y producen neuronas que migran para formar finalmente la corteza cerebral .

Evolución

Una forma derivada de MCPH1 apareció hace unos 37.000 años (en cualquier momento entre 14.000 y 60.000 años atrás) y se ha extendido hasta convertirse en la forma más común de microcefalina en todo el mundo, excepto en África subsahariana ; esta rápida propagación sugiere un barrido selectivo . [13] [14] Sin embargo, los científicos no han identificado las presiones evolutivas que pueden haber causado la propagación de estas mutaciones. [15] Se cree que esta variante del gen contribuye al aumento del volumen cerebral [16] y puede correlacionarse con la incidencia de los lenguajes tonales , [17] aunque las distribuciones modernas de cromosomas que llevan las formas ancestrales de MCPH1 y ASPM mostraron que ni la microcefalina ni la ASPM tenían ningún efecto significativo en el coeficiente intelectual . [15]

La forma derivada de MCPH1 puede haberse originado a partir de un linaje separado de los humanos modernos hace aproximadamente 1,1 millones de años y que luego se introgresó en los humanos. Este hallazgo respalda la posibilidad de una mezcla entre los humanos modernos y las especies extintas de Homo spp . [14] Si bien se ha sugerido que los neandertales son la posible fuente de este haplotipo, no se encontró en los individuos utilizados para preparar el primer borrador del genoma neandertal. [18] [19]

Controversia

Los resultados de la investigación [ se necesita una aclaración ] empezaron a suscitar una considerable controversia [ ¿cuándo? ] en el mundo científico. John Derbyshire escribió que, como resultado de los hallazgos, "nuestro anhelado sueño nacional de una meritocracia bien mezclada y armoniosa [...] puede resultar inalcanzable". [20] Richard Lewontin considera los dos artículos publicados como "ejemplos flagrantes de ir mucho más allá de los datos para intentar causar sensación". Bruce Lahn sostiene que la ciencia de los estudios es sólida y admite libremente que no se ha establecido claramente un vínculo directo entre estos genes en particular y la cognición o la inteligencia. Lahn se dedica ahora a otras áreas de estudio. [21] [22] Estudios posteriores no han encontrado que esas variantes genéticas estén asociadas con la capacidad mental o la cognición. [23] [15] [11]

Estudios posteriores de asociación genética de Mekel-Bobrov et al. y Evans et al. también informaron que el genotipo para MCPH1 estaba bajo selección positiva. Un análisis de Timpson et al. , no encontró "asociaciones significativas con el tamaño del cerebro y varias medidas cognitivas". [23] Un estudio posterior de 2010 de Rimol et al. [12] demostró un vínculo entre el tamaño y la estructura del cerebro y dos genes de microcefalia, MCPH1 (solo en mujeres) y CDK5RAP2 (solo en hombres). A diferencia de estudios anteriores, que solo consideraron un pequeño número de polimorfismos de un solo nucleótido (SNP) exónicos y no investigaron los efectos específicos del sexo, este estudio utilizó tecnología de microarrays para genotipar una gama de SNP asociados con los cuatro genes MCPH, incluidos elementos reguladores ascendentes y descendentes , y permitió efectos separados para hombres y mujeres.

Otros genes MCPH

Además de MCPH1, otros genes han sido designados genes MCPH en función de su papel en el tamaño del cerebro. Estos incluyen WDR62 ( MCPH2 ), CDK5RAP2 ( MCPH3 ), KNL1 ( MCPH4 ), ASPM ( MCPH5 ), CENPJ ( MCPH6 ), STIL ( MCPH7 ), CEP135 ( MCPH8 ), CEP152 ( MCPH9 ), ZNF335 ( MCPH10 ), PHC1 ( MCPH11 ) y CDK6 ( MCPH12 ). [24]

Estudios de investigación

En marzo de 2019, científicos chinos informaron haber insertado el gen MCPH1 relacionado con el cerebro humano en monos rhesus de laboratorio , lo que dio como resultado que los monos transgénicos se desempeñaran mejor y respondieran más rápido en "pruebas de memoria a corto plazo que involucraban la combinación de colores y formas", en comparación con los monos de control no transgénicos, según los investigadores. [25] [26]

Véase también

Referencias

  1. ^ abc ENSG00000285262 GRCh38: Versión 89 de Ensembl: ENSG00000147316, ENSG00000285262 – Ensembl , mayo de 2017
  2. ^ abc GRCm38: Lanzamiento de Ensembl 89: ENSMUSG00000039842 – Ensembl , mayo de 2017
  3. ^ "Referencia de PubMed humana:". Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
  4. ^ "Referencia PubMed de ratón:". Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU . .
  5. ^ Jackson AP, Eastwood H, Bell SM, Adu J, Toomes C, Carr IM, et al. (julio de 2002). "Identificación de la microcefalina, una proteína implicada en la determinación del tamaño del cerebro humano". American Journal of Human Genetics . 71 (1): 136–42. doi :10.1086/341283. PMC 419993 . PMID  12046007. 
  6. ^ Herencia mendeliana en línea en el hombre (OMIM): 251200
  7. ^ Jackson AP, McHale DP, Campbell DA, Jafri H, Rashid Y, Mannan J, et al. (agosto de 1998). "La microcefalia autosómica recesiva primaria (MCPH1) se asigna al cromosoma 8p22-pter". American Journal of Human Genetics . 63 (2): 541–6. doi :10.1086/301966. PMC 1377307 . PMID  9683597. 
  8. ^ Wang YQ, Su B (junio de 2004). "Evolución molecular de la microcefalina, un gen que determina el tamaño del cerebro humano". Genética molecular humana . 13 (11): 1131–7. doi : 10.1093/hmg/ddh127 . PMID:  15056608.
  9. ^ Evans PD, Anderson JR, Vallender EJ, Choi SS, Lahn BT (junio de 2004). "Reconstrucción de la historia evolutiva de la microcefalina, un gen que controla el tamaño del cerebro humano". Genética molecular humana . 13 (11): 1139–45. doi : 10.1093/hmg/ddh126 . PMID:  15056607.
  10. ^ Woods RP, Freimer NB, De Young JA, Fears SC, Sicotte NL, Service SK, Valentino DJ, Toga AW, Mazziotta JC (junio de 2006). "Las variantes normales de microcefalina y ASPM no explican la variabilidad del tamaño del cerebro". Human Molecular Genetics . 15 (12): 2025–9. doi : 10.1093/hmg/ddl126 . PMID  16687438.
  11. ^ ab Rushton JP, Vernon PA, Bons TA (abril de 2007). "No hay evidencia de que los polimorfismos de los genes reguladores cerebrales Microcephalin y ASPM estén asociados con la capacidad mental general, la circunferencia de la cabeza o el altruismo". Biology Letters . 3 (2): 157–60. doi :10.1098/rsbl.2006.0586. PMC 2104484 . PMID  17251122. 
  12. ^ ab Rimol LM, Agartz I, Djurovic S, Brown AA, Roddey JC, Kähler AK, Mattingsdal M, Athanasiu L, Joyner AH, Schork NJ, Halgren E, Sundet K, Melle I, Dale AM, Andreassen OA (enero de 2010). "Asociación dependiente del sexo de variantes comunes de genes de microcefalia con la estructura cerebral". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 107 (1): 384–8. Bibcode :2010PNAS..107..384R. doi : 10.1073/pnas.0908454107 . JSTOR  40536283. PMC 2806758 . PMID  20080800. 
  13. ^ Evans PD, Gilbert SL, Mekel-Bobrov N, Vallender EJ, Anderson JR, Vaez-Azizi LM, Tishkoff SA, Hudson RR, Lahn BT (septiembre de 2005). "La microcefalina, un gen que regula el tamaño del cerebro, continúa evolucionando de forma adaptativa en los seres humanos". Science . 309 (5741): 1717–20. Bibcode :2005Sci...309.1717E. doi :10.1126/science.1113722. PMID  16151009. S2CID  85864492.
    • Nicholas Wade (8 de septiembre de 2005). "Los investigadores afirman que el cerebro humano sigue evolucionando" . The New York Times .
  14. ^ ab Evans PD, Mekel-Bobrov N, Vallender EJ, Hudson RR, Lahn BT (noviembre de 2006). "Evidencia de que el alelo adaptativo del gen del tamaño cerebral microcefalina se introgresó en el Homo sapiens desde un linaje arcaico de Homo". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 103 (48): 18178–83. Bibcode :2006PNAS..10318178E. doi : 10.1073/pnas.0606966103 . JSTOR  30051829. PMC 1635020 . PMID  17090677. 
  15. ^ abc Mekel-Bobrov N, Posthuma D, Gilbert SL, Lind P, Gosso MF, Luciano M, et al. (marzo de 2007). "La evolución adaptativa en curso de ASPM y microcefalina no se explica por el aumento de la inteligencia". Genética molecular humana . 16 (6): 600–8. doi : 10.1093/hmg/ddl487 . PMID  17220170.
  16. ^ Lari M, Rizzi E, Milani L, Corti G, Balsamo C, Vai S, Catalano G, Pilli E, Longo L, Condemi S, Giunti P, Hänni C, De Bellis G, Orlando L, Barbujani G, Caramelli D ( mayo de 2010). "El alelo ancestral de la microcefalina en un individuo de neandertal". MÁS UNO . 5 (5): e10648. Código Bib : 2010PLoSO...510648L. doi : 10.1371/journal.pone.0010648 . PMC 2871044 . PMID  20498832. 
  17. ^ Dediu D, Ladd DR (junio de 2007). "El tono lingüístico está relacionado con la frecuencia poblacional de los haplogrupos adaptativos de dos genes del tamaño del cerebro, ASPM y microcefalina". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 104 (26): 10944–9. Bibcode :2007PNAS..10410944D. doi : 10.1073/pnas.0610848104 . JSTOR  25436044. PMC 1904158 . PMID  17537923. 
  18. ^ Pennisi E (febrero de 2009). "Genómica neandertal. Relatos de un genoma humano prehistórico". Science . 323 (5916): 866–71. doi :10.1126/science.323.5916.866. PMID  19213888. S2CID  206584252.
  19. ^ Green RE, Krause J, Briggs AW, Maricic T, Stenzel U, Kircher M, et al. (mayo de 2010). "Un borrador de secuencia del genoma neandertal". Science . 328 (5979): 710–722. Bibcode :2010Sci...328..710G. doi :10.1126/science.1188021. PMC 5100745 . PMID  20448178. 
  20. ^ Derbyshire J (noviembre de 2005). "El espectro de la diferencia". National Review . Consultado el 21 de septiembre de 2008 .
  21. ^ Regalado A (junio de 2006). "El estudio científico de los genes del cerebro provoca una reacción violenta". The Wall Street Journal .
  22. ^ Balter M (diciembre de 2006). "Perfil de Bruce Lahn. El hombre del cerebro genera revuelo con sus afirmaciones sobre la evolución humana reciente". Science . 314 (5807): 1871–3. doi :10.1126/science.314.5807.1871. PMID  17185582. S2CID  9478090.
  23. ^ ab Timpson N, Heron J, Smith GD, Enard W (agosto de 2007). "Comentario sobre los artículos de Evans et al. y Mekel-Bobrov et al. sobre la evidencia de la selección positiva de MCPH1 y ASPM". Science . 317 (5841): 1036, respuesta del autor 1036. Bibcode :2007Sci...317.1036T. doi : 10.1126/science.1141705 . PMID  17717170.
  24. ^ Faheem M, Naseer MI, Rasool M, Chaudhary AG, Kumosani TA, Ilyas AM, et al. (15 de enero de 2015). "Genética molecular de la microcefalia primaria humana: una descripción general". BMC Medical Genomics . 8 (Supl 1): S4. doi : 10.1186/1755-8794-8-S1-S4 . PMC 4315316 . PMID  25951892. 
  25. ^ Burrell T (29 de diciembre de 2019). "Los científicos introdujeron un gen de inteligencia humana en un mono. Otros científicos están preocupados". Discover . Consultado el 30 de diciembre de 2019 .
  26. ^ Shi, Lei; et al. (27 de marzo de 2019). "Los monos rhesus transgénicos que portan copias del gen MCPH1 humano muestran una neotenia de desarrollo cerebral similar a la humana". Revista Nacional de Ciencias de China . 6 (3): 480–493. doi : 10.1093/nsr/nwz043 . PMC 8291473 . PMID  34691896. 

Lectura adicional

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