Descripción del proyecto
LA CORTEZA CEREBRAL DESEMPEÑA FUNCIONES FUNDAMENTALES EN NUESTRA VIDA CUOTIDIANA, PROCESANDO E INTEGRANDO INFORMACION DEL MUNDO EXTERIOR E INTERIOR PARA GENERAR NUESTROS COMPORTAMIENTOS Y NUESTRAS FUNCIONES COGNITIVAS SUPERIORES. TODOS LOS MAMIFEROS, AVES Y REPTILES TIENEN CORTEZA CEREBRAL, PERO ENTRE ELLOS HAY ENORMES DIFERENCIAS EN TAMAÑO Y COMPLEJIDAD CELULAR. ESTAS DIFERENCIAS SURGIERON DURANTE LA EVOLUCION, EN UN PROCESO QUE SE RECAPITULA DURANTE EL DESARROLLO EMBRIONARIO. LA EXPANSION DEL TAMAÑO CORTICAL POSIBLEMENTE FUE DE IMPORTANCIA VITAL PARA EL DESEMPAÑO DE FUNCIONES NEURALES SUPERIORES, YA QUE PACIENTES CON UN TAMAÑO CORTICAL REDUCIDO SUFREN DEFICIENCIAS DE APRENDIZAJE, EPILEPSIA Y DISCAPACIDAD INTELECTUAL MUY SEVEROS. LAS NEURONAS DE LA CORTEZA CEREBRAL NACEN DURANTE EL DESARROLLO EMBRIONARIO A PARTIR DE CELULAS MADRE NEURALES. LAS CELULAS DE GLIA RADIAL (RGCS) SON LA CLASE PRINCIPAL DE CELULA MADRE NEURAL, DE LA QUE DERIVAN EL RESTO DE TIPOS CELULARES. MIENTRAS QUE EN REPTILES LAS RGCS TIENEN UNA CAPACIDAD DE PROLIFERACION LIMITADA Y GENERAN NEURONAS DIRECTAMENTE, EN AVES TIENEN MAYOR CAPACIDAD PROLIFERATIVA Y, EN UNA PEQUEÑA PROPORCION, GENERAN NEURONAS DE FORMA INDIRECTA, MEDIANTE CELULAS PROGENITORAS INTERMEDIAS (IPCS). EN MAMIFEROS, LA PROLIFERACION DE LAS RGCS ES MAXIMA Y GENERAN GRAN CANTIDAD DE IPCS Y OTROS TIPOS DE CELULAS MADRE INTERMEDIAS, PRODUCIENDO UNA CANTIDAD MASIVA DE NEURONAS CORTICALES, LO QUE TIENE SU CULMINACION EN EL CEREBRO HUMANO. EL OBJETIVO DE ESTE PROYECTO ES INVESTIGAR QUE CAMBIOS GENOMICOS OCURRIERON DURANTE LA EVOLUCION DE LOS AMNIOTAS, DESDE REPTILES AL SER HUMANO, MODIFICANDO LA BIOLOGIA DE LAS RGCS Y SU LINAJE CELULAR, PARA AMPLIFICAR SU PRODUCCION NEURONAL Y EXPANDIR EL TAMAÑO DE LA CORTEZA CEREBRAL. NUESTROS DESCUBRIMIENTOS RECIENTES DEMUESTRAN QUE EL LINAJE Y MODO NEUROGENICO DE LAS RGCS DEPENDE DEL NIVEL DE ACTIVIDAD DE CASCADAS DE SEÑALIZACION MOLECULAR CONSERVADAS DURANTE LA FILOGENIA, COMO POR EJEMPLO ROBO. ESTO INDICA QUE LA EXPANSION EVOLUTIVA DE LA CORTEZA SE BASO EN GRAN MEDIDA EN MODIFICAR MECANISMOS QUE REGULAN NIVELES DE EXPRESION GENICA. POR ELLO, ABORDAREMOS NUESTRO OBJETIVO PRINCIPAL MEDIANTE CUATRO OBJETIVOS ESPECIFICOS: 1- CARACTERIZAR LA EVOLUCION DE TIPOS DE CELULAS PROGENITORAS CORTICALES EN AMNIOTAS; 2- IDENTIFICAR MECANISMOS GENETICOS SUBYACENTES A LA EVOLUCION DE ESTOS TIPOS DE PROGENITORES; 3- DESCUBRIR LOS MECANISMOS DE ACCION DE ROBO PARA REGULAR NEUROGENESIS; 4- INVESTIGAR LA IMPLICACION DE LAS MITOCONDRIAS EN LA REGULACION EVOLUTIVA DE LA NEUROGENESIS POR ROBO. ESTE PROYECTO SIGUE UNA ESTRATEGIA INNOVADORA BASADA EN EL USO DE UNA COMBINACION UNICA DE ESPECIES QUE ABARCA LA FILOGENIA DE AMNIOTAS Y LA DIVERSIDAD DE SUS FENOTIPOS CORTICALES, Y QUE RECAPITULAN DE FORMA NATURAL LA EXPANSION EVOLUTIVA DE LA CORTEZA CEREBRAL: SERPIENTE DOMESTICA AFRICANA, POLLO, RATON, HURON Y SER HUMANO. NUESTROS HALLAZGOS CON ESTE PROYECTO APORTARAN INFORMACION FUNDAMENTAL SOBRE LOS MECANISMOS DE EVOLUCION DEL CEREBRO HUMANO, Y A SU VEZ IDENTIFICARAN FACTORES DE RIESGO DE ANOMALIAS EN EL DESARROLLO CEREBRAL HUMANO, QUE TIENEN GRAVES CONSECUENCIAS FUNCIONALES. ESTE PROYECTO ES LA CONTINUACION NATURAL DE NUESTROS ANTERIORES PROYECTOS DE INVESTIGACION (ERC 2012; PGC2018) Y ESTA BASADO EN NUESTROS DESCUBRIMIENTOS SOBRE MECANISMOS CONSERVADOS QUE REGULAN NEUROGENESIS Y TAMAÑO CORTICAL EN AMNIOTAS (CARDENAS ET AL. 2018, CELL; DATOS NO PUBLICADOS). ISTEMA NERVIOSO\EPIGENOMICA\CELULA MADRE\TRANSCRIPTOMICA\HURON\ROBO\EVOLUCION\NEUROGENESIS\CORTEZA CEREBRAL\DESARROLLO