Un gen relacionado con el desarrollo de la audición en los humanos también se acaba de relacionar con el desarrollo sensorial en las anémonas de mar.
Llamado pou-iv (pow-cuatro), el gen se puede encontrar en los tentáculos de la anémona de mar estrella (Nematostella vectensis), donde juega un papel crucial en el sentido del tacto del animal.
Cnidaria, el filo al que pertenecen las anémonas de mar, es el pariente más cercano de Bilateria, animales con simetría bilateral como los humanos, divergiendo de su último ancestro común que vivió hace alrededor de 748 a 604 millones de años.
El descubrimiento del papel del gen en la anémona de mar estrella sugiere que estaba presente en su ancestro común y probablemente también jugó un papel en el desarrollo sensorial en ese momento.
“Este estudio es emocionante porque no solo abrió un nuevo campo de investigación sobre cómo se desarrolla y funciona la mecanosensación en una anémona de mar… sino que también nos informa que los componentes básicos de nuestro sentido del oído tienen antiguas raíces evolutivas que se remontan a cientos de millones. de años en el Precámbrico”, dijo el biólogo Nagayasu Nakanishi
En humanos y otros vertebrados, los receptores sensoriales del sistema auditivo se denominan células ciliadas. Estas células tienen haces de orgánulos similares a dedos llamados estereocilios que detectan estímulos mecánicos; es decir, las vibraciones que oímos como sonido. En mamíferos, pou-iv es necesario para el desarrollo de las células ciliadas; lo sabemos porque los ratones que han tenido pou-iv noqueado son sordos.
La anémona de mar estrella tiene células ciliadas mecanosensoriales similares en sus tentáculos, que se utilizan para detectar el movimiento. Poco, sin embargo, se sabía acerca de la anémona pou-iv gen y qué papel, si lo hubo, jugó en el desarrollo sensorial.
Un equipo de investigadores dirigido por el biólogo Ethan Ozment de la Universidad de Arkansas quería averiguar qué estaba haciendo el gen. La mejor manera de hacer esto es deshabilitar el gen usando la herramienta de edición de genes CRISPR-Cas9 y observar qué cambia. Así que esto es lo que hizo el equipo.
Inyectaron un cóctel que contenía proteína Cas9 en huevos de anémona de mar estrella fertilizados para cortar el pou-iv y estudió los embriones en desarrollo, así como las anémonas mutadas y adultas.
En comparación con las anémonas de control de tipo salvaje, los animales mutantes mostraron un desarrollo anormal de las células ciliadas tentaculares y no mostraron respuesta al tacto. Sin pou-ivlas anémonas no pudieron sentir estímulos mecánicos a través de sus células ciliadas.
Además, noqueando pou-iv en las anémonas suprimió significativamente un gen muy similar al que hace policistina 1 que se encuentra en los vertebrados, donde se requiere para la detección del flujo de líquido en los riñones. Las anémonas de mar pueden no tener riñones, pero detectar el flujo de fluidos sería una habilidad útil para los animales marinos.
Juntos, dijeron los investigadores, los resultados sugieren que pou-iv desempeñó un papel en el desarrollo de células mecanosensoriales en el ancestro común entre Cnidaria y Bilateria. Sin embargo, para rastrear el gen aún más atrás, se requerirán datos de otros filos con puntos de divergencia anteriores.
“Nuestros resultados indican que el papel de pou-iv en el desarrollo de mecanorreceptores se conserva ampliamente en Cnidaria y Bilateria”, los investigadores escribieron en su artículo.
“Qué temprano el papel de pou-iv en la diferenciación de mecanorreceptores que surgió en la evolución animal sigue sin resolverse y requiere datos comparativos de placozoos y esponjas, que son deficientes”.
La investigación ha sido publicada en eLife.