Un estudio demuestra que su propuesta matemática
para explicar el desarrollo de los dedos de un embrión es correcta.
Era
agosto de 1952 y los aliados aún saboreaban su victoria en la II Guerra
Mundial. Mientras, Alan Turing,
el hombre que había salvado miles de vidas al descifrar el código secreto de
comunicación de los nazis, el padre de la informática actual y el pionero de la
inteligencia artificial, estaba viviendo un infierno. Un tribunal le había
condenado a la castración química por ser homosexual, un delito en Reino Unido
en aquella época. Su cuerpo de corredor de maratones se había hinchado hasta la
deformidad con aquel tratamiento forzoso para aniquilar su deseo sexual. Su
cerebro, en cambio, seguía bullendo con ideas excepcionales que marcarían la
tecnología y la ciencia muchas décadas después.
En
aquellos días Turing publicó un estudio en el que abordaba uno de los procesos
más desconocidos y fundamentales de la vida: cómo un embrión forma las diferentes
partes de un cuerpo nuevo. Ese proceso, llamado morfogénesis, también lo
gobernaba un lenguaje oculto, una programación que indicaba a células idénticas
cuándo y dónde hacer un brazo, un riñón, un cerebro y así hasta dar lugar a un
nuevo ser vivo. Turing publicó un estudio asegurando
que ese proceso está gobernado por un patrón, una red de
interacciones que pasó a llamarse patrón de Turing o sistema de Turing.
Las
rayas en la piel de una cebra, las manchas de un leopardo, los tentáculos de
ciertos animales, la forma de algunas hojas podían deberse a este programa
oculto auspiciado por unos pocos productos químicos. Turing lo describió con
fórmulas matemáticas. Su propuesta fue muy bien recibida en los reducidos
círculos matemáticos de la época, pero ignorada por el resto del público. Dos
años después, desbordado por su desgracia, Turing se suicidó comiendo una
manzana envenenada.
Este
año, cuando se cumplen 60 años de su muerte, un estudio demuestra que Turing
también tenía razón en lo referente al embrión. El trabajo, publicado en Science,
señala que un patrón de
Turing gobierna la formación de los dedos en los primeros días de desarrollo.
Es algo que se venía proponiendo desde 1979 pero que nadie había logrado
confirmar.
"Uno
de los objetivos de Turing era encontrar la forma más simple de interacción
entre dos moléculas que tuvieran una función determinada", explica a Materia
James Sharpe,
investigador del Centro de Regulación Genómica de Barcelona y coautor del
estudio. "Un embrión temprano, por ejemplo, está hecho de células
idénticas, así que, ¿cómo aprenden a formar las diferentes partes del cuerpo, cómo
rompen la homogeneidad para formar cosas diferentes?", pregunta.
El
dibujo de una mano
La
clave está en el patrón descrito por Turing. Este hace que unos pocos productos
bioquímicos se compenetren para formar patrones, dibujos, formas. En 2010 se
demostró que patrones de Turing como éstos determinan la pigmentación de la
piel de ciertos peces y la distribución de los folículos del pelo y las plumas
en embriones de ratón y pollo. Pero, ¿hay más patrones ocultos? Una de las
formas de abordar el problema era estudiar la formación de los dedos. Esta
puede responder a un patrón que, en general, ejemplifica cómo una masa informe
de células iguales se hacen diferentes para formar un órgano o una extremidad.
La idea de que un patrón de Turing gobierna este proceso existe desde 1979,
pero hasta ahora no se había confirmado por dos razones. Primero, nadie había
construido un modelo informático que reprodujese al detalle la formación de los
dedos siguiendo un patrón. Segundo, no se conocían las moléculas responsables
de hacerlo.
El
trabajo publicado hoy desvela tres proteínas responsables del patrón de los
dedos: Bmp, Sox9 y Wnt, producidas por tres genes. La terna produce un dibujo
alterno: dedo, espacio, dedo, espacio… y así cinco veces hasta formar una
manita en dos dimensiones. "Este proceso dura apenas unas seis horas y al
finalizar puede observarse el patrón de cinco rayas que se convertirán en los
dedos de una mano", explica Sharpe.
El
equipo admite que puede haber más moléculas involucradas pero estas tres son
fundamentales. Cuando se las desactiva, los embriones desarrollan polidactilia,
es decir, nacen con más dedos de lo normal. "Esto es un problema muy común
que se da en uno de cada 500 nacimientos y la otra teoría vigente sobre cómo
sucede este proceso, llamada información de posición, no puede explicar la
causa de este problema", resalta Sharpe. Su equipo cree que este mismo
patrón de Turing gobierna la formación de dedos en todos los tetrápodos, el
gran grupo de animales vertebrados con cuatro extremidades al que pertenecemos
los humanos. "Puede decirse que Turing descifró el código de cómo el
cuerpo fabrica sus propias partes", resalta Sharpe.
En
otro artículo complementario en Science, Aimée Zuniga y Rolf Zeller,
expertos en genética del desarrollo de la Universidad de Basilea, Suiza, aportan una
opinión independiente sobre el estudio. "El próximo reto",
dicen, "será determinar si hay otros mecanismos de Turing que coordinen la
formación de dedos con el de otros tejidos de las extremidades como tendones,
ligamentos y la anatomía musculoesqueletal".
La
principal aplicación de este hallazgo será en el campo de la medicina
regenerativa, concretamente, "en el reemplazo de tejidos dañados",
señala Sharpe. El debido reconocimiento al genio británico llegó demasiado
tarde. Su sentencia por homosexual pesó sobre él durante décadas después de su
muerte. La mismísima
reina de Inglaterra tuvo que interceder con una orden real para retirarla,
a finales del año pasado. Tal vez el mayor reconocimiento se lo esté haciendo ahora
la ciencia, al apuntar que sus ideas pueden seguir impulsando el conocimiento
dentro de años o incluso décadas.
Nuño
Domínguez / Materia 2014-07-31
http://esmateria.com/2014/07/31/alan-turing-tambien-descifro-el-codigo-oculto-de-como-se-forma-el-cuerpo-humano/
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