La neurocientífica Tessa Montague, de la Universidad de Columbia, alcanzó un hito sin precedentes al insertar un gen externo en una sepia. Este logro en la biología de los cefalópodos abre nuevas perspectivas para investigar el cerebro, la percepción y la evolución de la inteligencia.
Los siete ejemplares logrados poseen en todas sus células un gen sintético que produce una proteína fluorescente. La modificación es hereditaria: tanto los huevos como el esperma contienen el gen, así que las crías también brillan. El estudio, difundido como preimpresión en bioRxiv, representa la primera vez que se incorpora con éxito un gen extraño a un cefalópodo (grupo que abarca pulpos, calamares y sepias).
6 años de trabajo y más de 4.000 embriones inyectados
El proceso fue arduo. Montague laboró durante años en la oscuridad frente a un microscopio, manipulando embriones con pinzas de precisión milimétrica. La labor requirió retirar múltiples capas de gelatina que protegen los huevos fertilizados, fabricar agujas con el ángulo adecuado para perforar el diminuto embrión y asegurar la supervivencia de las crías después de la eclosión.
La científica sufrió lesiones en las muñecas y daños en la vista. CRISPR, la herramienta de edición genética que se esperaba simplificara el proceso, demostró ser muy ineficaz en esta especie: se requirieron más de 4.000 inyecciones antes de encontrar células espermáticas fluorescentes en un solo macho.
Ese macho era pequeño y evitaba a las hembras del acuario, pero con el tiempo logró interactuar. Un domingo por la mañana, Montague descubrió una puesta de huevos.
«Contuve la respiración, encendí el microscopio fluorescente, estaba brillando y rompí en llanto», relató la investigadora. «Fue uno de los mejores momentos de mi vida», agregó.
Después de ese primer éxito, Montague adoptó una técnica alternativa: los transposones, pequeñas secuencias de ADN que se insertan en sitios aleatorios del genoma. Para lograr la producción de la proteína fluorescente, fue necesario secuenciar por primera vez el genoma completo de la sepia, localizar las regiones genómicas asociadas a la expresión de genes y copiar esas secuencias en el casete de ADN. Esto requirió meses extra de trabajo de laboratorio antes de obtener resultados consistentes.
La victoria animó a otros laboratorios que buscan editar genéticamente al pulpo
El impacto del hallazgo se propagó rápidamente a otros grupos de investigación. Joshua Rosenthal, biólogo especializado en cefalópodos del Marine Biological Laboratory, calificó el avance como fantástico
y comentó que abrirá muchas posibilidades
. Por su lado, Eve Seuntjens, neurobióloga del desarrollo de la Universidad KU Leuven en Bélgica, describió el logro como súper, súper emocionante
e inspirador para quienes quieren hacer este tipo de trabajo
.
Seuntjens está desarrollando el primer pulpo genéticamente modificado: su grupo empleó CRISPR para desactivar un gen clave en el desarrollo temprano del cerebro, produciendo embriones que carecen de la región cerebral relacionada con la memoria y el aprendizaje. La normativa europea impide crear cefalópodos que puedan experimentar sufrimiento, por lo que estas crías no eclosionarán; no obstante, Seuntjens planea utilizar los embriones para investigar los tipos celulares del cerebro del pulpo y la evolución de la inteligencia.
Los cefalópodos fueron pioneros en neurociencia pero quedaron rezagados como organismos modelo
La trayectoria de los cefalópodos en la investigación científica es contradictoria. En los años 50, los axones gigantes del calamar fueron clave para entender cómo las neuronas transmiten señales, un pilar de la neurociencia moderna.
No obstante, en biología molecular, estos animales fueron dejados atrás por la carrera de los organismos modelo
, mientras ratones, moscas y peces cebra concentraban recursos y estudios, según señaló Carrie Albertin, bióloga de la Universidad de Harvard y coautora del trabajo.
Esta concentración de recursos en pocas especies se volvió autorreferencial: a mayor cantidad de publicaciones sobre su reproducción, genoma y biología, mayor era la ventaja inicial para nuevos científicos. En contraste, los equipos que investigan cefalópodos deben aprender desde el principio cómo mantener cada especie en cautiverio, su reproducción y cómo obtener sus huevos para realizar intervenciones genéticas. La reproducción parece diferir de una especie a otra
, indicó Rosenthal.
El objetivo final es registrar en tiempo real cómo las neuronas controlan el camuflaje de la sepia
El éxito del gen fluorescente constituye un paso intermedio. La meta inicial de Montague es incorporar genes que hagan brillar las neuronas cuando se activan, para monitorear en tiempo real cómo el cerebro de la sepia regula su camuflaje: la habilidad de reproducir en su piel los patrones del entorno que observa.
«Las sepias pueden decirnos realmente qué ven», explicó la investigadora al comenzar su proyecto.
Esa nueva meta implica un conjunto diferente de retos técnicos. Crear un cefalópodo transgénico, advirtió Montague, requiere una pasión y un compromiso profundos que solo alguien que está construyendo toda su carrera sobre esto está dispuesto a tener
.
Fuente: Infobae