La inserción de un gen 'maestro' produce moscas con 14 ojos

Tres científicos han logrado, en Suiza, crear moscas con ojos perfectamente formados en los puntos más inapropiados de sus cuerpos: en las alas, en las patas, en las puntas de sus antenas. El experimento parece indicar que los investigadores han descubierto lo que ellos llaman el gen maestro de control para la formación del ojo, una de las estructuras más complejas de la naturaleza.Los especialistas en genética del desarrollo han estado persiguiendo las señales genéticas que inician el crecimiento de los componentes especializados del organismo, ya sea extremidades, hígado o cerebro. Y este último trabajo, publicado la semana pasada en la revista Science, sugiere que el gen con el que los científicos han fabricado moscas con hasta 14 ojos es la clave de la visión, el gen que activa una intrincada secuencia bioquímica capaz de transformar un grupo de células en un completo ojo. Todavía queda por determinar si los ojos extra de las moscas ven.

Aunque la investigación se ha hecho con moscas del vinagre, animal muy apropiado para los estudios genéticos, el gen en cuestión es muy parecido a otro identificado en mamíferos (incluidos seres humanos). Se denomina gen sin ojo, porque en su ausencia las moscas carecen de ojos. "Es un ejemplo sorprendente de cómo un único gen puede activar un programa completo de desarrollo", dice Walter Gehring, de la Universidad de Basilea (Suiza), autor del descubrimiento, junto con Georg Halder y Patrick Callaerts.

Gehring estima que al menos 2.500 genes diferentes participan en la construcción del ojo, y que todos ellos responden, directa o indirectamente, a este gen. "Es el artículo

[científico] del año", ha comentado Charles Zuker, de la Universidad de California, en San Diego. "Es la ciencia tipo Frankenstein en su mejor exponente". Otros investigadores han manifestado su entusiasmo por este trabajo, aunque algunos rechazan el término gen maestro de control porque, dicen, ignora la naturaleza interactiva del desarrollo del organismo, el cotilleo que se produce mientras muchísimas células se van poniendo de acuerdo sobre cuáles se encargan de cada cosa.

"Es un resultado muy espectacular, pero tengo mis dudas respecto a la idea de reguladores maestros", dice Larry Zipursky, de la Universidad de California, en Los Ángeles. "Es una forma atractiva de llamar la atención", comenta.

Para construir las moscas, Gehring y sus colegas insertaron copias del gen sin ojo en regiones de la larva primordial destinadas a convertirse en alas, patas, antenas y otras partes del cuerpo. Cuando las moscas salieron de los huevos, tenían ojos formados allí donde el gen había sido instalado por los investigadores. Lograron así unos ejemplares con ojos en la mitad de sus alas, y otros en el tórax. Las moscas más sorprendentes fueron aquellas con ojos en el extremo de sus antenas. "Parecían pequeños cangrejos", dice Gehring.

Órganos normales

Estos ojos adicionales no eran una imitación, tenían las 800 unidades normales. "Tenían el pigmento rojo correcto, los pequeños pelos entre cada unidad, las lentes, las células de alta sensibilidad", explica Zuker, que vio a esos mutantes.

El equipo de Gehring ha demostrado que las células sensibles a la luz -fotorreceptores- en esos ojos adicionales eran operativas, pero está aún por determinar si los nuevos órganos están conectados al cerebro del animal, es decir, si los ojos de las alas, por ejemplo, proporcionan al insecto una nueva visión del mundo. Este investigador cree que si algunos de los nuevos ojos están correctamente conectados deben de ser los de las antenas.

Los científicos ya habían logrado antes animales, como anfibios, con ojos en varios lugares de su cuerpo, pero lo hacían trasplantando todo el conjunto óptico del embrión desde un lugar a otro, en vez de implantar un único gen, lo que resulta mucho más revelador.

Unos investigadores de Edimburgo están ahora trabajando con ratones, intentando utilizar el gen sin ojo de la mosca para corregir una enfermedad genética que produce ojos defectuosos en los ratones. Si tienen éxito, demostrarán que este gen es un interruptor maestro que activa un desarrollo específico dependiendo del animal en que opera.

El nuevo trabajo sugiere que las ideas convencionales acerca de la evolución del ojo pueden ser incorrectas. A la vista de las diferencias entre los sistemas visuales de muchos organismos diferentes, los científicos han asumido que el ojo puede haber sido inventado hasta 40 veces por la evolución. Un ojo humano, con su lente única, no se parece a un ojo compuesto de mosca, hecho de 800 pequeños ojos conectados.

Pero el artículo de Gehring sugiere que, dadas las similitudes entre el gen responsable del ojo de la mosca y el del ojo de un mamífero, el ojo primordial puede haber surgido una única vez en la evolución, asumiendo diferentes formas y diseños en función de las necesidades de los diferentes organismos. Incluso el calamar parece tener su versión del gen sin ojo.

El hecho de que los animales vertebrados, como las personas, y los invertebrados, como insectos y calamares, compartan el mismo gen maestro de control para los ojos "contradice todos los libros de texto, incluido el mio", dice Gehring.

Herman Steller, genetista del MIT (EE UU), dice: "Esto bosqueja de modo convincente similitudes entre ojos que se consideraba que se habían desarrollado independientemente, y sugiere que el primer sistema visual simple debe de ser muy antiguo", anterior al momento en que insectos y vertebrados se separaron hace mil millones de años. Los ojos primitivos, teóricamente, eran capaces de poco más que detectar diferencias entre luz y oscuridad, pero eso es seguramente todo lo que la selección natural necesita para empezar a esculpir las decenas de diferentes sistemas visuales que se aprecian hoy en el reino animal.

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