Las investigaciones recientes confirman lo que ya sospechaban desde hace algunos años los biólogos evolucionistas, los paleoantropólogos y los expertos en la genética, que nuestra especie no habría podido existir como actualmente la conocemos sin la ayuda de bacterias y virus, pues las mitocondrias provienen de bacterias y numerosos genes humanos tienen su origen en virus.

Pero no sólo eso, ahora se conoce que uno de los procesos neurofisiológicos de la consolidación de la memoria tiene una gran semejanza con las vías por las que los virus infectan a las células. Así que sin exagerar podría aventurarse que primero fue el virus y luego el Homo sapiens.

 

El extraño comportamiento de una proteína

Desde 1995 se descubrió la proteína Arc en las estructuras celulares, tiempo después se identificó su intervención en la memoria a largo plazo, pues en ratones se observó que la estimulación de las neuronas durante el aprendizaje causan que esta proteína se acumule en las sinapsis (uniones especializadas de comunicación entre neuronas) y se trasladen al núcleo de la neurona.

Cuando a los ratones se les priva de la proteína, lo aprendido se les olvida en 24 horas y su cerebro no cambia gracias a las experiencias, como lo hacen los cerebros normales, es decir que carece de plasticidad. Además, se comprobó que la característica del cerebro a edad temprana de absorber fácilmente nuevos conocimientos, a la que se le llama ventana, no aparece en los ratones que carecen de la proteína Arc.

Lo que no se sabía era la función molecular de la proteína, cómo transmite su información o cómo contribuye a que se consoliden los recuerdos. Durante varios años los investigadores buscaron las respuestas, como Jason Shepherd, neurocientífico del Departamento de Neurobiología y Anatomía de la Universidad de Utah, quien estuvo a punto de abandonar las investigaciones.

El equipo de trabajo de la Universidad de Utah, encabezado por la doctora Elissa Pastuzyn, obtuvo unas imágenes de la proteína cuando se ensamblaban con estructuras grandes, las cuales hicieron avanzar sus trabajos. El doctor Shepherd observó que la proteína adoptaba una estructura parecida a la del virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) cuando infecta a una célula, que se conoce como cápside.

Es decir que Arc se comportaba como un virus. Los investigadores comprobaron que las proteínas Arc tienen un proceso semejante al de los virus: se autoensamblan en cápsides huecas con su material genético, que en este caso es el ácido ribonucleico mensajero (ARNm). Los investigadores agregaron esas cápsides de Arc a un cultivo de neuronas de ratón y encontraron que, como los virus, transfirieron su material genético, el ARNm, a las células. También observaron que las neuronas de ratón movilizan a la proteína, lo que desencadena la liberación de las cápsides de Arc. 

Una historia de millones de años

“Sabíamos que Arc era especial en muchos sentidos, pero cuando descubrimos que podía mediar en el transporte de ARN de célula a célula, nos quedamos asombrados. Ninguna otra proteína no viral que conocemos actúa de esta manera”, refirió la doctora Pastuzyn en un comunicado de la Universidad de Utah.

Esta propiedad de Arc, recién descubierta, tiene una historia de entre 350 y 400 millones de años, según estimaciones de los investigadores, quienes consideran que un ancestro de los retrovirus, el retrotransposón, introdujo su material genético a los mamíferos terrestres, lo cual condujo al desarrollo de la proteína Arc, que funciona actualmente en nuestra neuroquímica.

Este estudio muestra que Arc tiene propiedades moleculares similares a las de las proteínas Gag (antígeno específico de grupo, por sus siglas en inglés) de los retrovirus.

Pastuzyn y colaboradores señalan en su trabajo “The Neuronal Gene Arc Encode a Repurposed Retrotransposon Gag Protein that  Mediates Intercellular RNA Transfer” (“El gene neuronal Arc codifica una proteína Gag del retrotransposón reutilizado, que media la transmisión de ARN intercelular”), publicado en la revista Cell el 11 de enero pasado: “Estos hallazgos sugieren que los retroelementos Gag han sido reutilizados durante la evolución para mediar la comunicación intercelular en el sistema nervioso”, refieren en sus conclusiones.

Y también podría añadirse que mucho de lo que somos se lo debemos a los virus.

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f/René Anaya Periodista Científico