La transcriptómica unicelular revela innovaciones evolutivas en los cerebros de reptiles y anfibios

En cuatro estudios, las innovaciones evolutivas en los cerebros de reptiles y anfibios se revelan a través de la transcriptómica unicelular comparativa. Mientras que la evolución del cerebro de los vertebrados tradicionalmente se ha centrado en las similitudes en las regiones cerebrales entre especies dispares, esta nueva investigación destaca el papel de la evolución del tipo celular en las innovaciones cerebrales de los vertebrados. En los últimos años, se han identificado en ratones cientos de tipos celulares distintivos en regiones cerebrales especializadas. Sin embargo, se desconoce cómo evolucionó tal diversidad de tipos celulares y regiones. En esta ocasión, en cuatro estudios los investigadores recurren a la transcriptómica unicelular y espacial para investigar la evolución del tipo celular a escala cerebral en reptiles y anfibios para comprender mejor las raíces evolutivas de tal diversidad. 

En el primer estudio, David Hain y sus colegas utilizaron la transcriptómica unicelular para crear un atlas de células de todo el cerebro del lagarto dragón barbudo y lo compararon con el del ratón. Hain et al. encontraron que las células de regiones cerebrales ampliamente definidas en ambas especies se corresponden entre sí, lo que sugiere la profunda conservación de firmas de expresión génica específicas de la región. Sin embargo, cuando se mapearon a una resolución más alta, los autores observaron tipos celulares muy diferentes entre las especies en casi todas las divisiones cerebrales. La existencia de tipos celulares conservados y nuevos dentro de regiones cerebrales conservadas indica que los tipos celulares cerebrales son evolutivamente plásticos y capaces de desarrollar independientemente características y funciones de expresión nuevas e innovadoras. 

Otros tres estudios amplían estos hallazgos, centrándose en el telencéfalo del anfibio, la parte del cerebro que en los mamíferos contiene las seis capas del neocórtex, del que carecen los anfibios. Jamie Woych y sus colegas amplían estos hallazgos, si bien se centran en el telencéfalo del anfibio, la parte del cerebro que en los mamíferos contiene las seis capas del neocórtex, del que carecen los anfibios. Woych et al. ensamblaron un atlas de tipo celular de esta región para trazar las innovaciones evolutivas que la diferencian de otros cerebros vertebrados. Katharina Lust y Xiaoyu Wei, y sus respectivos colegas, presentan sendos análisis unicelulares del telencéfalo del ajolote, prestando especial atención a comprender por qué el cerebro de este animal tiene una capacidad de regeneración mucho mayor que el cerebro de los mamíferos. "Estos estudios destacan el potencial de aplicar los potentes métodos transcriptómicos que generalmente se reservan para el ratón a modelos no estándar", escriben Dylan Faltine-Gonzalez y Justus Kebschull en un artículo de Perspective relacionado. "Cada uno de los artículos produjo ingentes conjuntos de datos unicelulares y a menudo multimodales, y minó datos disponibles públicamente, en un ejemplo de la importancia del intercambio de datos y el poder de acumular datos unicelulares de numerosas especies para las comparaciones evolutivas".