Una única proteína hace posible la inteligencia humana

Una proteína que controla la dinámica de las neuronas determina la actividad de los genes que son importantes para nuestra inteligencia. Si falta esa proteína, el cociente intelectual cae por debajo de 40 y aumenta también el riesgo de enfermedades neuropsiquiátricas.

Una sola proteína en nuestro cerebro determina cuán inteligentes somos. Esta proteína, denominada SATB2, controla la forma de la bobina de ADN de nuestras neuronas y, por tanto, también la accesibilidad y la actividad de los genes importantes para nuestra inteligencia.

Una regla matemática rige la distribución de neuronas en nuestro cerebro

Si falta SATB2, el cociente intelectual cae repentinamente a menos de 40. El riesgo de enfermedades neuropsiquiátricas también se ve influenciado por la proteína SATB2.

Estos son los resultados de una investigación de Universidad de Medicina de Innsbruck cuyos resultados se publican en la revista Molecular Cell.

Nuevo factor

El descubrimiento sobre SATB2 añade un nuevo factor a lo que determina nuestra inteligencia y coeficiente intelectual: la compleja interacción de numerosos genes.

Estos genes proporcionan a nuestras neuronas y sinapsis la plasticidad necesaria para el aprendizaje y garantizan una conexión en red eficiente de diferentes áreas del cerebro.

Hay otro factor que moldea la inteligencia que es el entorno: la buena nutrición y la educación en la infancia la promueven, mientras que la exposición temprana a contaminantes reduce el coeficiente intelectual.

Proteína clave

La nueva investigación establece que hay un tercer factor que está por encima de todas estas influencias y que es indispensable para nuestra inteligencia.

Se trata de la proteína SATB2, que está presente en los núcleos de la corteza cerebral y el hipocampo, dos áreas del cerebro que son importantes para nuestro pensamiento y memoria superiores.

Durante mucho tiempo se ha sospechado que la proteína SATB2 es un organizador del genoma, una de las proteínas centrales que regulan la estructura tridimensional del ADN. Sin embargo, no se sabe bien cómo influye en la disposición del ADN en las células cerebrales y qué genes se ven afectados.

Organizadora del ADN…

La nueva investigación despeja esta incógnita  valiéndose de ratones de laboratorio y de cultivos celulares de células humanas.

La metodología consistió en desactivar el gen SATB2 en diferentes regiones y células del cerebro de los roedores y luego observar cómo cambia la estructura del ADN en las neuronas. También consistió en estudiar cómo influye este cambio en la actividad de genes importantes para la inteligencia.

Lo que pudo determinar este equipo es que la proteína SATB2 desempeña un papel central en la disposición tridimensional del ADN en las células cerebrales. Sólo cuando está presente, el ADN forma los bucles a través de los cuales ciertos genes se vuelven accesibles.

También ha podido establecer que esta proteína vigila que importantes promotores y potenciadores de la actividad genética puedan entrar en acción, al mismo tiempo que influye en el trabajo de otras proteínas necesarias para el plegamiento del ADN.

… Y de la inteligencia

Los investigadores pudieron establecer asimismo que la proteína SATB2 influye directamente en la actividad de cientos de genes que dan forma a nuestra inteligencia.

Estos genes relevantes para la cognición están distribuidos por todo el genoma, pero sólo la presencia de la proteína SATB2 en determinadas células de la corteza cerebral garantiza que la compleja interacción de nuestros genes neuronales, necesaria para la cognición, funcione.

Si falta la proteína, se altera el orden del ADN en las células cerebrales necesarias para el rendimiento cognitivo y entonces aparecen los déficits cognitivos importantes.

También en humanos

Los investigadores aclaran que los resultados de esta investigación pueden aplicarse a los humanos, porque la proteína SATB2 de humanos y ratones es casi idéntica: sólo se diferencia en tres aminoácidos.

Además, comprobaron su transferibilidad a los humanos, verificando los datos del genoma del modelo animal en cultivos de células humanas.

Los análisis confirman que la proteína SATB2 desempeña un papel crucial en nuestra inteligencia, hasta tal punto que, si sufre una mutación, el cociente intelectual puede caer hasta niveles de retraso mental.

Las pruebas adicionales con células cerebrales humanas también mostraron claramente que muchos genes relevantes para el coeficiente intelectual dependen de SATB2 para su correcto funcionamiento.

Enfermedades relacionadas

Además, los análisis proporcionaron pruebas iniciales de que algunas enfermedades neuropsiquiátricas, como la esquizofrenia, también están estrechamente relacionadas con la proteína SATB2.

Si la proteína cambia mediante mutaciones, esto influye en la estructura tridimensional de las zonas cerebrales asociadas a estas patologías, por lo que los investigadores sospechan que las enfermedades neuropsiquiátricas se ven agravadas o se originan cuando la estructura tridimensional del ADN se vuelve inapropiada.

Referencia

SATB2 organizes the 3D genome architecture of cognition in cortical neurons. Nico Wahl et al. Molecular Cell, 19 January 2024. DOI:https://doi.org/10.1016/j.molcel.2023.12.024