Un cordero de bebé está separado de su familia; pero, de alguna manera, en vastas manadas de ovejas que parecen prácticamente idénticas, el joven perdido localiza a sus parientes. Los salmones nadan hacia las inmensas extensiones del mar y emigran de regreso a sus exóticas zonas de desove con una precisión desconcertante.
Los científicos han sabido durante mucho tiempo acerca de estos apegos de parentesco animal, algunos conocidos como "huella", pero los mecanismos subyacentes se han escondido en una caja negra a nivel celular y molecular. Ahora, biólogos de la Universidad de California (UC) en San Diego, Estados Unidos, han desbloqueado elementos clave de estos misterios, con implicaciones para comprender la atracción social y la aversión en una variedad de animales y humanos.
El profesor Davide Dulcis, del Departamento de Psiquiatría de la Facultad de Medicina de la UC San Diego, Giordano Lippi, Darwin Berg y Nick Spitzer, de la División de Ciencias Biológicas, y sus colegas publican sus hallazgos al respecto en la edición digital de este jueves de la revista Neuron.
En una serie de estudios neurobiológicos de ocho años, los investigadores examinaron renacuajos, que se sabe que nadan con miembros de la familia en grupos. Centrándose en estudiar señales olfativas familiares u olores de parentesco, los investigadores identificaron los mecanismos por los cuales los renacuajos de entre dos a cuatro días eligieron nadar con miembros de la familia frente a miembros no familiares.
Sus pruebas también revelaron que los renacuajos que estaban expuestos a formadores tempranos de olores de aquellos fuera de su grupo familiar también se inclinaron a nadar con el grupo que generaba el olor, ampliando su preferencia social más allá de su propio parentesco verdadero.
Los científicos descubrieron que este cambio se basa en un proceso conocido como "cambio de neurotransmisores", un área del cerebro cuya investigación inició Spitzer y que ha sido muy investigada por Dulcis en el contexto de los psicoestimulantes y el cerebro enfermo. El neurotransmisor dopamina se encontró en niveles altos durante la unión normal de parentesco familiar, pero cambió al neurotransmisor GABA en el caso de atracción por olor artificial sin parentesco u 'no emparentada'.
"En las enfermedades invertidas hay un claro signo de cambio de neurotransmisores, por lo que ahora podemos ver que estos neurotransmisores están realmente controlando un comportamiento específico -subraya Dulcis, profesor asociado-. Se puede imaginar lo importante que es esto para la preferencia social y el comportamiento. Tenemos respuestas innatas en las relaciones, el enamoramiento y decidir si nos gusta alguien. Usamos una variedad de señales y estos receptores del olor pueden ser parte de la ecuación de preferencia social".
Los científicos llevaron el estudio a un nivel más profundo, buscando encontrar cómo este mecanismo se desarrolla en el nivel genético. La secuenciación ayudó a aislar dos microARNs clave, moléculas implicadas en la coordinación de la expresión génica. Detectando cientos de posibilidades identificaron microARN-375 y microARN-200b como los reguladores clave que median en el cambio de neurotransmisores para la atracción y la aversión, afectando a la expresión de genes conocidos como Pax6 y Bcl11b que finalmente controlan el comportamiento de natación del renacuajo.
"Los microARN eran candidatos ideales para el trabajo", dice Lippi, un científico del proyecto en el laboratorio de Berg en la Sección de Neurobiología de la División. "Son represores post-transcripcionales y pueden dirigirse a cientos de mARNs diferentes para consolidar programas genéticos específicos y activar interruptores de desarrollo", detalla.
"La interacción social, ya sea con la gente en el lugar de trabajo o con familiares y amigos, tiene muchos determinantes -subraya Spitzer, profesor de la División de Ciencias Biológicas y codirector del Instituto Kavli para el Cerebro y la Mente en UC San Diego-. Como seres humanos somos complicados y tenemos múltiples mecanismos para lograr la vinculación social, pero parece probable que este mecanismo para cambiar la preferencia social en respuesta a los estímulos olfativos contribuya en cierta medida".