Durante décadas, la biología evolutiva ha asumido que los mecanismos más finos de regulación del genoma —aquellos que deciden cuándo y dónde se activan los genes— se conservaban sobre todo en los vertebrados. Un nuevo estudio internacional acaba de romper ese marco mental. La investigación demuestra que elementos reguladores clave del ADN se han mantenido prácticamente intactos durante cientos de millones de años, no solo en vertebrados, sino también en equinodermos, un grupo de invertebrados marinos que incluye erizos y estrellas de mar.
La investigación, publicada en la revista Nature Ecology and Evolution, ha sido liderado por equipos de la Universitat de Barcelona, junto con centros de Italia, Estados Unidos y Andalucía, y ofrece una nueva perspectiva sobre cómo la regulación genética y la organización tridimensional del genoma han influido en la evolución de los planes corporales de los animales.
El genoma guarda instrucciones clave que se han mantenido intactas durante millones de años
La forma de un animal —su simetría, sus órganos, su desarrollo embrionario— depende de un delicado control espaciotemporal de la expresión génica. No basta con tener genes: importa cómo se organizan, cómo se pliegan y qué regiones reguladoras los activan o silencian.
Para entender este proceso en profundidad, el equipo investigador ha estudiado dos modelos clave: el erizo de mar y la estrella de mar. Ambos pertenecen a los equinodermos, el grupo de invertebrados más cercano evolutivamente a los cordados, lo que los convierte en una pieza estratégica para comparar grandes linajes animales.
Erizos y estrellas de mar ayudan a entender el origen del cuerpo human
Mediante técnicas avanzadas de análisis del genoma en tres dimensiones —como Hi-C y ATAC-seq—, poco aplicadas hasta ahora en estos organismos, los científicos han podido observar cómo se organiza la cromatina y cómo actúan los elementos reguladores del ADN a lo largo del desarrollo.
Uno de los hallazgos más sorprendentes del estudio es la alta conservación de elementos reguladores del genoma en equinodermos. Estas regiones del ADN, que no codifican proteínas pero controlan la actividad de los genes, muestran una actividad especialmente intensa durante las primeras etapas del desarrollo embrionario.
Este trabajo ayuda a entender qué propiedades comparten estos reguladores tan antiguos y por qué han sido tan estrictamente conservados”
Esto sugiere que regulan programas fundamentales del desarrollo animal que se han mantenido estables a lo largo de la evolución, pese a los enormes cambios morfológicos entre especies. En palabras del investigador Ignacio Maeso, el trabajo abre la puerta a entender “qué propiedades comparten estos reguladores tan antiguos y por qué han sido tan estrictamente conservados”.
El estudio también cuestiona ideas asumidas sobre la organización del genoma. En vertebrados, la proteína CTCF es clave para estructurar la cromatina en 3D. Sin embargo, los resultados muestran que en equinodermos esta proteína no desempeña un papel central, algo que ya se había observado en otros invertebrados como la mosca de la fruta.
Más allá de los detalles técnicos, el estudio redefine cómo entendemos la evolución: no solo como cambios en genes concretos, sino como transformaciones en redes regulatorias y arquitecturas genómicas que pueden permanecer inalteradas durante cientos de millones de años.
Los equinodermos emergen así como modelos imprescindibles para descifrar estos procesos. Su estudio permite asomarse a un pasado profundo en el que se establecieron las bases moleculares que aún hoy determinan cómo se construye un organismo animal.