NUEVA YORK.- Los cefalópodos, un grupo que incluye a pulpos, calamares y sepias, son los invertebrados más inteligentes: los pulpos pueden abrir jarros, los calamares pueden comunicarse con su propio código morse y las sepias empiezan a identificar a sus presas cuando son apenas embriones.
De hecho, son el único "linaje animal que realmente ha alcanzado la sofisticación del comportamiento", sin contar a los vertebrados, aseguró Joshua Rosenthal, científico del Marine Biological Laboratory en Wood Hole, Estados Unidos. Esta sofisticación puede estar relacionada a una peculiaridad del funcionamiento de sus genes, de acuerdo a una nueva investigación de Rosenthal y Eli Eisenberg, biofísico de la Universidad de Tel Aviv.
En la última edición de la revista científica Cell, los expertos reportaron que los pulpos, calamares y sepias hacen uso de la edición de ARN, un proceso genético que se cree tiene poco impacto funcional en la mayoría de los animales, para diversificar proteínas en su sistema nervioso. Y la selección natural parece haber favorecido la edición de ARN en los coleoideos, aunque potencialmente demora la evolución basada en ADN que usualmente ayuda a los organismos a adquirir adaptaciones beneficiosas a lo largo del tiempo.
La sabiduría convencional dice que el ARN actúa como un mensaje, pasando instrucciones del ADN a los constructores de proteínas en una célula. Pero a veces las enzimas cambian algunas letras –la secuencia "ACGU" que se enseña en los colegios– del código de ARN. Cuando eso pasa, el ARN modificado puede crear proteínas que no fueron codificadas originalmente en el ADN, permitiendo que el organismo sume nuevas señales a su mapa genético.
Esta edición de ARN parece pasar más en los coleoideos, por lo que Eisenberg, Rosenthal y Noa Liscovitch-Brauer, de la Universidad de Tel Aviv, decidieron cuantificarlos buscando desacuerdos en las secuencias de ADN y ARN de dos especies de pulpo, dos de calamar y una de sepia.
Encontraron que los coleoideos tienen decenas de miles de llamados "sitios de recodificación", donde la edición de ARN resulta en una proteína distinta a la que fue inicialmente codificada por el ADN. Cuando aplicaron los mismos métodos a dos moluscos menos sofisticados, encontraron que los niveles de ARN eran menores en órdenes de magnitud.
Luego, los investigadores compararon los sitios de recodificación entre las especies de pulpos, calamares y sepias, y encontraron que comparten decenas de miles de estos lugares en distintos grados. Como comparación, los humanos y los ratones comparten cerca de 40% de estos sitios, aunque están cientos de millones de años más cerca en evolución que los pulpos y los calamares.
"Desde el punto de vista de la evolución, es algo importante", comentó Jin Billy Li, profesor asistente de genética de Stanford y quien no participó en este trabajo. Los hallazgos sugieren que estos sitios de edición son muy importantes, agregó.
Sin embargo, conservar estos sitios de edición de ARN puede haber traído un efecto negativo. Cuando los investigadores revisaron los genes de los coleoideos, encontraron que las mutaciones de ADN habían sido agotadas alrededor de estos lugares para ayudar a preservarlos. El resultado es una porción importante del genoma que "no puede evolucionar rápido", detalló Rosenthal.
La evolución más lenta "es un precio alto por pagar", calificó Eisenberg, porque las mutaciones de ADN son usualmente la fuente de nuevas características adaptativas. Pero también sugiere que la habilidad de editar ARN "debe valer la pena" en términos de selección natural, afirmó.
Él y Rosenthal encontraron que la edición de ARN está enriquecida en los tejidos nerviosos de estos animales, por lo que sospechan que contribuye a la complejidad de sus comportamientos, posiblemente permitiendo el control dinámico sobre las proteínas en la respuesta a distintas tareas o condiciones ambientales. Previamente, Rosenthal había mostrado que la edición de ARN podría ayudar a los pulpos a adaptarse rápidamente a cambios de temperatura.
Otros organismos usan todo tipo de métodos para modificar su ARN, pero la posibilidad de que los coleoideos usen una edición extensiva del ADN para manipular sus sistemas nerviosos es "extraordinaria", aseguró Kazuko Nishikura, profesora del Instituto Wistar, un centro de investigación biomédica sin fines de lucro en Filadelfia y que no participó en el estudio. "Puede que aprendamos mucho de los cerebros de calamares y pulpos", concluyó.
