Las teorías de Alan Turing pueden explicar la formación de los dedos de manos y pies
Un grupo de investigadores del Laboratorio de Biología de Sistemas Multicelulares del Centro de Regulación Genómica (CRG), coordinados por James Sharpe, profesor de investigación de la Institució Catalana de Recerca i Estudis Avaní§ats (Icrea), han confirmado en un estudio que los dedos de las manos y de los pies siguen el modelo escrito por el mecanismo de Alan Turing.
Los investigadores del estudio, que se ha publicado en la revista estadounidense ‘Science’, emplearon la biología de sistemas para llegar a sus conclusiones. De este modo, han podido comprobar su hipótesis a partir de datos empíricos y teóricos. “Este estudio complementa uno anterior del mismo grupo que mostraba que los genes Hox y el Factor de Crecimiento de Fibroblastos (FGF) seguían un hipotético patrón de Turing. Sin embargo, en ese momento las moléculas de Turing no habían sido identificadas aún y la pieza clave del rompecabezas seguía sin ser descubierta. Este nuevo estudio resuelve el enigma al demostrar qué moléculas actúan como Turing predijo”, explicó Sharpe.
Al revisar la expresión de determinados genes, los investigadores encontraron dos vías metabólicas que cumplían con los requisitos establecidos en trabajos anteriores: BMP y WNT. Progresivamente, fueron construyendo el modelo matemático mínimo compatible con los datos y encontraron que las dos vías estaban relacionadas a través de una molécula, el factor de transcripción Sox9.
Posteriormente, calcularon los efectos de la inhibición de estas vías metabólicas tanto individualmente como por combinación de las dos, que predecían el cambio de patrón en los dedos. Cuando esos experimentos fueron realizados en las yemas de extremidades cultivadas en una Caja de Petri, se observaron las mismas alteraciones en los patrones de los dedos que fueron observadas en el modelo anterior. Este resultado resuelve una pregunta del campo de la embriología, pero sus consecuencias afectan a muchas áreas más allá del desarrollo de las extremidades. Por un lado, permite abordar el debate de cómo las millones de células del cuerpo humano son capaces de auto organizarse en una estructura tridimensional.
Por último, los resultados del estudio publicado resaltan también que los mecanismos más locales de autoorganización son más importantes de lo que se creía.
Los autores del estudio sostienen que entender perfectamente la organización de un organismo multicelular es esencial para desarrollar estrategias efectivas para la medicina regenerativa. Del mismo modo, en el corto plazo estos resultados explican la causa de la polidactilia, el desarrollo de dedos de mas en pies y manos. El sistema de Turing tiene una precisión casi igual que el modelo alternativo a la hora de regular el número de manchas, rayas, dedos o cualquier patrón. Alan Turing fue un matemático, lógico, científico de la computación, criptógrafo y filósofo británico que durante la Segunda Guerra Mundial descifró los códigos de comunicación de los nazis.
