A CUARENTA AÑOS DEL DESCUBRIMIENTO DEL HOMEOBOX
Hace 40 años se descubrió uno de los hilos que conectan la diversidad morfológica que se observa en los millones de especies en este planeta: la secuencia llamada homeobox, que compartimos todos los organismos. Esta secuencia, descubierta en la mosca de la fruta Drosophila, inició una nueva época dorada en la Biología del Desarrollo al postular la existencia de los genes maestros que definen el plan corporal de los seres vivos. Desde entonces, esta fascinante historia ha impactado una gran diversidad de campos de investigación que van desde la biología del desarrollo, genética, genómica, neurociencias, evolución hasta el inicio de la Genética Evolutiva del Desarrollo.
En 1984, los grupos de investigación independientes liderados por los Profs. Walter Gehring y Matt Scott demostraron que los genes homeóticos tenían secuencias en común, ya que comparten un segmento de ADN de 180 pb.Esta secuencia homeobox codifica a un homeodominio de 60 aminoácidos que actúa como un factor transcripcional capaz de unirse al ADN para realizar todas sus diversas funciones del desarrollo en los organismos.
El impacto monumental de este descubrimiento es que fue encontrado en todo el reino animal: los homeobox no solo tienen la misma secuencia, también tienen la misma función en todos los organismos, desde levaduras hasta humanos. Los genes Hox han adquirido nuevas funciones durante la evolución al activar o desactivar los genes endistintos lugares y momentos durante el desarrollo, por lo que es posible que genes idénticos produzcan diferencias muy evidentes en la morfogénesis de los organismos. Esta versatilidad se debe a que, además de reconocer el ADN, los homeodominos tambien interaccionan con otras homeoproteinas y otros factores transcripcionales, y ARN para realizar sus funciones en la selección de sus genes blanco. Para la comprensión del complejo panorama de la morfogénesis, en nuestro laboratorio en la Facultad de Ciencias Biológicas de la UANL analizamos la función de los múltiples coloboradores de interacción en los complejos Antennapedia y Bithorax en Drosophila.
Sin duda, el descubrimiento del homeobox a permitido dilucidar el funcionamiento de múltiples redes regulatorias genéticas de los genes Hox. Ahora, el reto para la biología evolutiva es desentrañar la interconección de estas complejas redes protéicas y genéticas para conocer mejor su papel en el control genético del desarrollo.
Por: Dra. Diana Reséndez Pérez
Facultad de Ciencias Biológicas, UANL
Referencias:
McGinnis, W., Levine, M. S., Hafen, E., Kuroiwa, A. and Gehring, W. J. (1984). A conserved DNA sequence in homoeotic genes of the Drosophila Antennapedia and bithorax complexes. Nature 308, 428-433.
Scott, M. P. and Weiner, A. J. (1984). Structural relationships among genes that control development: sequence homology between the Antennapedia, Ultrabithorax, and fushi tarazu loci of Drosophila. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 81,4115-4119.
McGinnis, W., & Levine, M. (2024). A blueprint most wonderful, the homeobox discovery. Development (Cambridge, England), 151(6), dev202512. https://doi.org/10.1242/dev.202512
Scott M. P. (2024). 40 years of the homeobox: either it is wrong or it is quite interesting. Development (Cambridge, England), 151(6), dev202776. https://doi.org/10.1242/dev.202776