Los animales, al igual que los humanos, producen energía quemando oxígeno en sus células, un proceso que desafortunadamente crea subproductos dañinos llamados estrés oxidativo. Investigadores han descubierto recientemente una adaptación genética única en los caballos que les permite generar significativamente más energía sin incurrir en el daño celular habitual, lo que podría explicar su notable atletismo.
Los caballos, famosos por su destreza atlética, poseen una adaptación genética única que les permite generar una energía significativa con un daño celular reducido, un hallazgo que arroja luz sobre su notable resistencia y velocidad. Este descubrimiento, detallado en la revista Science por investigadores de la Universidad de Vanderbilt y la Universidad Johns Hopkins, se centra en un cambio genético específico dentro de una vía crucial responsable de equilibrar la producción de energía y los subproductos dañinos que crea. Como explica Gianni Castiglione, biólogo de la Universidad de Vanderbilt involucrado en el estudio, la producción de energía en las células es similar a un “fuego lento” que utiliza oxígeno pero genera “humo”, o estrés oxidativo, que puede ser perjudicial para las células.
Curiosamente, los caballos han evolucionado un mecanismo para gestionar este delicado equilibrio de una manera excepcional. Su “fuego” celular puede arder “aún más caliente”, produciendo más energía, al tiempo que minimiza el daño resultante en comparación con otras especies como los humanos, según Castiglione. Esta eficiencia mejorada en la producción de energía y el control de daños se atribuye a cambios dentro de la vía genética NRF2/KEAP1. Esta vía actúa como un sensor celular, detectando la acumulación de estrés oxidativo y, posteriormente, desencadenando la producción de antioxidantes para neutralizarlo. Castiglione compara esta vía con “la producción de energía y el departamento de bomberos, todo en uno”.
Los investigadores se toparon con esta adaptación única mientras analizaban los genomas de casi 200 especies de mamíferos, buscando específicamente variaciones inusuales dentro de la vía NRF2/KEAP1. Los caballos destacaron con una única mutación muy inusual. Esta mutación se clasifica como una “mutación sin sentido”, que, como describe Castiglione, esencialmente “rompe un gen, lo inactiva para que no haga lo que la célula necesita que haga”. Específicamente, esta mutación introdujo una “señal de alto”, conocida como codón de parada, cerca del principio del gen KEAP1. Típicamente, los codones de parada señalan el final de un gen, por lo que su presencia al principio desactivaría efectivamente la función del gen.
Inicialmente, este hallazgo fue desconcertante, ya que tal mutación es letal en ratones, probablemente debido a la acumulación descontrolada de “humo” celular. Castiglione admitió estar “perplejo”, preguntándose “¿cómo lidian los caballos con esto?”. A través de una combinación de técnicas genómicas y moleculares, los investigadores descubrieron la intrincada estrategia que los caballos emplean para superar esta mutación aparentemente perjudicial.
Como explica Elia Duh, coautora del estudio y bióloga molecular de la Universidad Johns Hopkins, los caballos han desarrollado un mecanismo sofisticado para “sortear este codón de parada”. Esto implica un conjunto de mutaciones adicionales que permiten a la maquinaria celular “ignorar la señal de alto”, lo que permite que el gen KEAP1 funcione, aunque de una manera modificada que, en última instancia, beneficia al caballo.
Los hallazgos de los investigadores demuestran el notable impacto de estos cambios genéticos. Estas mutaciones, que surgieron en los antepasados de todos los caballos modernos, permiten a sus células musculares generar hasta cinco veces más energía que las células de los ratones. Al mismo tiempo, su sistema de control de daños se intensifica significativamente, hasta en un 200%. Esta ventaja bioquímica, como señala Duh, proporciona a los caballos los “medios para correr rápido y a largas distancias”, estableciéndolos como potencias aeróbicas.
La importancia de este descubrimiento es subrayada por expertos en el campo. Samantha Brooks, investigadora de genética equina en la Universidad de Florida, expresó su admiración por el artículo, afirmando: “Realmente me encanta este artículo”. Destaca el resultado contraintuitivo de la mutación, que “debería haber causado una pérdida catastrófica de la función de esta proteína”, sin embargo, los antepasados de los caballos lograron “realmente convertir ese limón en limonada”. El mecanismo por el cual los caballos logran esto, ignorando un codón de parada, es particularmente notable, ya que solo se ha observado previamente en virus.
Más allá de las ideas sobre la fisiología equina, esta adaptación tiene implicaciones potenciales para la salud humana. Numerosas enfermedades hereditarias, como la fibrosis quística y la distrofia muscular, son causadas por la presencia de codones de parada en genes esenciales. Duh sugiere que una comprensión más profunda de cómo los caballos logran eludir estos codones de parada podría allanar el camino para el desarrollo de terapias génicas que podrían lograr un resultado similar en humanos, ofreciendo esperanza para tratar estas afecciones debilitantes.
Los caballos tienen una mutación genética única, una “mutación sin sentido” en el gen KEAP1, que les permite producir mucha más energía y manejar mejor el estrés oxidativo que otros mamíferos. Esta adaptación, antes solo vista en virus, probablemente contribuyó a sus excepcionales habilidades atléticas y podría inspirar nuevas terapias génicas para enfermedades humanas causadas por interrupciones genéticas similares. Investigar más a fondo esta notable solución evolutiva es prometedor para avanzar en nuestra comprensión de la genética y la salud humana.
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