Un estudio revela cómo unos cambios mínimos en la expresión genética pueden provocar diferencias importantes en el tamaño de los ojos

Un estudio publicado en la revista BMC Biology revela cómo algunos cambios mínimos en la expresión de un solo gen pueden provocar grandes diferencias en el tamaño de los ojos. La investigación se llevó a cabo en dos especies de moscas de la fruta estrechamente relacionadas, Drosophila mauritiana y Drosophila simulans, unos organismos que son modelo de referencia en estudios sobre la biología del desarrollo evolutivo. El nuevo trabajo lo lideran expertos de la Universidad de Barcelona, la Universidad de Gotinga (Alemania) y las universidades de Durham y de Oxford Brookes (Reino Unido).

El equipo descubrió que un cambio mínimo en la fase de expresión de un gen llamado orthodenticle (otd) puede causar una diferencia significativa en el tamaño de los omatidios, que son las unidades individuales de forma hexagonal que forman un ojo compuesto en estos insectos. En D. mauritiana, el gen otd se expresa antes en el proceso de desarrollo ocular que en D. simulans. Esto se asocia con un aumento en el tamaño de los omatidios de D. mauritiana y, por lo tanto, los ojos de esta especie son más grandes.

"Nos sorprendió descubrir que un cambio tan pequeño en la expresión genética podría tener un efecto tan impactante en el tamaño de los ojos", detalla la profesora Isabel Almudi, una de las autoras principales del estudio y miembro de la Facultad de Biología y del Instituto de Investigación de la Biodiversidad (IRBio) de la Universidad de Barcelona.

"Esto sugiere que la evolución del tamaño de los ojos puede ser mucho más sencilla de lo que pensábamos anteriormente", apunta Almudi, que también forma parte del Departamento de Genética, Microbiología y Estadística de la UB.

La expresión génica es el proceso mediante el cual la información codificada por un gen es capaz de generar un resultado funcional, por ejemplo, la producción de una proteína. En este contexto, tienen mucha importancia los fenómenos relacionados con la heterocronía, es decir, las modificaciones o cambios en el ritmo de los procesos de desarrollo que generan grandes cambios evolutivos. Sin embargo, se sabe muy poco sobre los mecanismos moleculares y genéticos que impulsan estos cambios durante el desarrollo.

"En nuestro trabajo identificamos la actividad heterocrónica de un único factor de transcripción o activador que finalmente tiene efectos en el tamaño de los omatidios y los ojos en estas especies de Drosophila estrechamente relacionadas", apunta Montserrat Torres-Oliva, doctorada por la Universidad de Gotinga y una de las primeras autoras del artículo.

"Los insectos exhiben una gran variación en la forma y el tamaño de sus ojos, lo que contribuye a las diferencias adaptativas en su visión. Nuestro estudio, que compara especies de Drosophila que difieren en el tamaño de los ojos, revela uno de los mecanismos genéticos que pueden hacer que las facetas de sus ojos sean más grandes y potencialmente permitir una mayor sensibilidad al contraste", explica el profesor Alistair McGregor, de la Universidad de Durham.

Los investigadores consideran que sus hallazgos podrían tener implicaciones para nuestra comprensión de cómo evolucionan otros órganos. Ahora planean investigar si cambios similares en la expresión génica pueden dar lugar a diferencias en el tamaño de otros órganos, como por ejemplo el cerebro.