Biologia Molecular Mexico

El lenguaje humano es una de las capacidades más distintivas de nuestra especie y su origen ha sido objeto de numerosos estudios en genética y neurociencia. En este contexto, se ha identificado una variante específica del gen NOVA1 que podría haber jugado un papel en la evolución de la comunicación vocal humana. Un reciente estudio publicado en Nature Communications [1] ha explorado el impacto de una sustitución de aminoácidos en NOVA1, exclusiva de los humanos modernos, sobre la expresión génica y la vocalización en ratones genéticamente modificados para portar esta variante.

El gen NOVA1 codifica una proteína de unión a ARN que regula el splicing alternativo en el sistema nervioso central. En los humanos modernos, la posición 197 de la proteína NOVA1 presenta una valina (V), mientras que, en neandertales, denisovanos y otros mamíferos, se encuentra una isoleucina (I). Esta diferencia, aparentemente menor, podría haber influido en la regulación génica y, en consecuencia, en el desarrollo de capacidades cognitivas y comunicativas propias de nuestra especie.

Para evaluar los efectos funcionales de esta variante, los investigadores crearon ratones Nova1^hu/hu, que portan la sustitución I197V en su genoma. Se analizaron las consecuencias de esta modificación en los patrones de expresión génica, la regulación del splicing alternativo y el comportamiento vocal de estos ratones en comparación con los de tipo silvestre (Nova1^wt/wt).

Dentro de los principales hallazgos destaca lo siguiente:

1. Selección evolutiva de la variante NOVA1 I197V

   – El análisis evolutivo indicó que la sustitución I197V en NOVA1 ha estado bajo una fuerte selección positiva en humanos modernos.

   – Se identificó un “barrido selectivo” en la región genómica que contiene esta variante, lo que sugiere que su fijación en nuestra especie ocurrió antes de la divergencia entre las poblaciones humanas actuales.

2. Impacto en la regulación del ARN y el splicing alternativo

   – A pesar de que la variante no afecta significativamente la capacidad de NOVA1 para unirse al ARN, sí induce cambios en el empalme alternativo de ciertos genes, particularmente aquellos relacionados con la sinapsis y el comportamiento.

   – Se encontraron modificaciones en el empalme de genes implicados en la comunicación vocal, como Auts2, Myh14, Nrxn2 y Srpx2, lo que podría influir en la forma en que el cerebro procesa y controla las vocalizaciones.

3. Alteraciones en la vocalización de los ratones humanizados

   – Los ratones Nova1^hu/hu exhibieron cambios en la estructura de sus vocalizaciones tanto en la etapa neonatal como en la adultez.

   – En los cachorros, la frecuencia y la amplitud de ciertos tipos de vocalizaciones se vieron alteradas, lo que podría afectar su comunicación con la madre.

   – En los machos adultos, se observaron modificaciones en los ultrasonidos emitidos durante el cortejo, particularmente en la frecuencia y complejidad de las sílabas vocalizadas.

Consideramos en Biología Molecular México que este estudio tiene unas implicaciones muy importantes:

Estos hallazgos sugieren que la variante I197V en NOVA1 pudo haber desempeñado un papel en la evolución de la comunicación vocal en humanos. Aunque las vocalizaciones de los ratones no son directamente comparables al habla humana, los cambios observados en su repertorio vocal refuerzan la hipótesis de que esta variante pudo haber contribuido al desarrollo de habilidades comunicativas más complejas en nuestra especie.

Además, el estudio destaca la importancia de los factores de splicing en la evolución del cerebro humano y plantea preguntas fundamentales sobre cómo pequeñas modificaciones en la regulación del ARN pueden influir en fenotipos conductuales. Futuras investigaciones podrían explorar si esta variante también impacta en otros aspectos de la cognición y el comportamiento social en modelos animales y en humanos, ya que sin duda, el lenguaje y su evolución es determinante en la evolución de los humanos.

El estudio proporciona evidencia de que una única mutación en NOVA1, adquirida durante la evolución humana, puede inducir cambios en la expresión génica y la comunicación vocal. Estos resultados no solo profundizan nuestra comprensión sobre los mecanismos moleculares que subyacen a la evolución del lenguaje, sino que también abren nuevas líneas de investigación sobre el papel de los factores de empalme en la diferenciación entre humanos modernos y sus ancestros.

Este trabajo representa un paso significativo en la investigación sobre la base genética de la comunicación vocal y plantea interrogantes sobre cómo otros factores genéticos pueden haber contribuido a la evolución del habla humana. A medida que la genética y la neurociencia continúan avanzando, podríamos estar cada vez más cerca de comprender los eventos biológicos que dieron forma a la capacidad del lenguaje en nuestra especie.

Referencia

[1] Tajima Y, Vargas CDM, Ito K, Wang W, Luo JD, Xing J, Kuru N, Machado LC, Siepel A, Carroll TS, Jarvis ED, Darnell RB. A humanized NOVA1 splicing factor alters mouse vocal communications. Nat Commun. 2025 Feb 18;16(1):1542. doi: 10.1038/s41467-025-56579-2.