La genética de la conducta, o neurogenética, un descendiente directo de la genética de fagos y bacterias, fué fundada enmedio de una ola de creatividad extraordinaria por biológos que habian hecho contribuciones seminales en la teoría del gene: Max Delbrück ( 1906-1981 ), Seymour Benzer ( 1921-2007 ) y Sydney Brenner ( 1927- ). La lógica de esta estrategia era muy simple: las mutaciones "en punto" en los microorganismos, producen alteraciones fenotípicas del metabolismo y de su control genético; por lo tanto, ¿pueden las mutaciones en punto en genes individuales de un organismo multicelular producir mutantes de conducta y su anålisis genético revelar detalles de la maquinaria molecular subyacente? La respuesta sabemos ahora es positiva y es, también, asombrosa.
Al preguntarse cuál organismo usar como modelo experimental, Symour Benzer en Caltech se decidió por la mosca Drosophila melanogaster, considerando que ya se apreciaba su curriculum como un sistema genético por excelencia, y con una larga trayectoria experimental establecida desde los años 20s por celébres genetistas de Caltech como T. H. Morgan ( 1866-1945 ); y que sus patrones de conducta eran lo suficientemente complejos y de interés para los objetivos del proyecto. Además, Benzer tenía de vecino a Ed Lewis, un gran genetista del sistema bitórax de drosophila. Sydney Brenner por otro lado, en Cambridge, desarrolló desde cero la genética de un organismo aún más simple: el nemátodo C. Elegans., al cual, en una recapitulación metodológica, lo creció en placas de petri con agarosa con capas de E. coli.
En este artículo me voy a referir solamente al caso de Drosophila. En su inicio, Benzer y su grupo seleccionáron mutantes en varias conductas que se podían medir de forma confiable en la cepa silvestre, y así detectar de manera precisa cambios inducidos por mutágenos como EMS, tal como se hacia rutinariamente en E. coli.
Las conductas que se estudiaron en esta fase inicial del proyecto fueron: locomoción y coordinación, fotoperiodismo, conducta optomotora, conducta sexual y ( menos estereotípica ) memoria y aprendizaje.
En el proceso de estudiar estas mutaciones, se descubrió que en algunas de ellas las estructuras anatómicas conectadas al repertorio conductual, se habian alterado como consecuencia de la mutación; en otras no. Por ejemplo, en cepas con respuesta optomotora mutante, había cambios estructurales en los foto-receptores, cambios que reflejaban desviaciones en el proceso de diferenciación y desarrollo de las estructuras del ojo del insecto. De esta forma, se había conseguido obtener de manera paralela mutantes en el desarrollo del sistema nervioso.
Con este resultado, se creaba de facto una herramienta analítica fundamental que hermanaba la disección mutacional de la conducta con el ataque conceptual sobre la naturaleza de los misteriosos ( en ese momento ) mecanismos moleculares de la embriogénesis y desarrollo de la red neural.
Otras mutantes representaban cambios génicos que afectaban procesos moleculares, pero no tenian un efecto deletéreo sobre la morfología. Un ejemplo eran las mutantes en el gene per, responsable del reloj biológico de drosophila. Las mutantes en aprendizaje tampoco tenían efectos obvios en la morfología del sistema nervioso.
Al comienzo de la década de los 70s, Seymour Benzer y William Quinn, un postdoctoral en su laboratorio, diseñaron un experimento para asombrar a la humanidad: la demostración de poderes cognitivos en el microcerebro de Drosophila. Este ejercicio conocido con la palabra de el "paradigma", no solamente se inspiraba en el trabajo de Pavlov, era de hecho condicionamiento pavloviano. Con un ingenio desbordado, entrenaron a Drosophila presentandole alternativamente dos olores, uno de ellos asociado a una experiencia desagradable: un electro-shock. Al hacer la prueba de aprendizaje, las moscas evitaron el olor asociado al choque eléctrico. Este paradigma producía una memoria del evento que perduraba 24 horas y permitiría posteriormente buscar mutaciones que afectaran el proceso de consolidación de las memorias.
Con esto se abría la posibilidad de aplicar todo el arsenal de la genética de Drosophila al descubrimiento de los mecanismos celulares y moleculares de un fenómeno fundamental y emblemático del cerebro humano: la plasticidad neural.
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