El hurón knockout de Aspm revela un mecanismo evolutivo que rige el tamaño de la corteza cerebral

Área de la Ciencia:

• Biología evolutiva
• La neurociencia
• La genética

Sus antecedentes:

• La corteza cerebral humana se caracteriza por su gran tamaño y plegamiento complejo (girificación).
• Los mecanismos evolutivos que impulsan la expansión cortical siguen siendo en gran medida desconocidos.
• Los estudios en ratones han proporcionado información limitada sobre el desarrollo cortical humano debido a las diferencias específicas de las especies en la estructura cerebral y la función génica.

Objetivo del estudio:

• Investigar el papel evolutivo del gen anormal asociado a la microcefalia (ASPM) en la regulación del tamaño y la estructura de la corteza cerebral.
• Comprender los mecanismos celulares que subyacen a la función de ASPM en el desarrollo del cerebro.
• Explorar la función de la ASPM utilizando un organismo modelo con una corteza giroscópica y una homología más cercana a la ASPM humana.

Principales métodos:

• La edición del genoma se utilizó para crear un nocaut de la línea germinal del gen Aspm en hurones (Mustela putorius furo).
• Análisis fenotípico de hurones knockout Aspm, centrado en el peso del cerebro, el área de la superficie cortical y el grosor.
• Examen microscópico del desarrollo cortical del hurón fetal, particularmente el comportamiento y la distribución de las células progenitoras neurales.

Principales resultados:

• Los hurones knockout de Aspm exhibieron microcefalia severa, con reducciones significativas en el peso cerebral y el área de superficie cortical, reflejando la microcefalia humana.
• Se observó un aumento notable en el desplazamiento prematuro de las células gliales radiales ventriculares a la zona subventricular externa.
• Estas células desplazadas se parecían a la glia radial externa, un tipo de progenitor implicado en la expansión cortical de los primates pero ausente en los ratones.

Conclusiones:

• ASPM juega un papel crítico en la regulación de la expansión cortical cerebral, probablemente mediante el control de la interacción de las células gliales radiales con la superficie ventricular.
• Esta regulación modula el equilibrio entre las diferentes poblaciones de células progenitoras neurales, influyendo en la generación de "unidades corticales".
• Los hallazgos sugieren un mecanismo evolutivo para el aumento del tamaño del cerebro humano que implica el control de ASPM sobre la dinámica de las células progenitoras.