El pasado Octubre, se concedió la ciudadanía en Arabia Saudita a Sophia, una robot humanoide desarrollada por la compañía Hanson Robotics. El furor en el mundo se hizo sentir por muchos, ya que se teme que la Inteligencia Artificial conquiste nuestro mundo. No obstante, existe otro tipo de inteligencia que no causa tanta revuelo en la Internet pero es mucho más importante que el caso anterior. 

Conoce a Daple, una proteína en el oído interno. Aquellos de nosotros cuyos oídos funcionan bien podemos agradecer a Daple por hacer un buen trabajo cuando nos estábamos desarrollando en el útero. En lo más profundo de la cóclea [Caracol] de nuestro oído interno, Daple, como una especie de robot, guiaba la construcción de haces de células ciliadas, esas antenas importantes que captan los movimientos del fluido y los transforman en impulsos eléctricos en el nervio auditivo. Dispuestos como tubos de órgano, cada paquete de células ciliadas debe alinearse correctamente para funcionar. Las células ciliadas individuales tienen una proteína auxiliar que las coloca en su posición relativa correcta, y otra serie de proteínas controla el eje sobre el que deben alinearse, pero ¿qué hace que estas dos funciones se unan?

Hasta ahora, los científicos no sabían cómo se coordinaban estos procesos independientes. Podemos imaginar la confusión de una banda rítmica en el medio tiempo sin un tambor mayor. ¿Quién dirige las trompetas para ir a la izquierda y las tubas para ir a la derecha? ¿Quién señala cuándo deben suceder las cosas? El tambor mayor ha sido encontrado, un nuevo artículo informa en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS por sus siglas en inglés), y su nombre es – lo adivinaste – Daple. Las noticias del Jackson Laboratory explican cómo el «concierto» de la banda termina tocando a tiempo y sintonizado:

… cada célula capilar individual debe desarrollar un sensor de movimiento en forma de un cepillo de protuberancias, o paquete de pelo, que está organizado con precisión y muestra direccionalidad, como la aguja magnetizada de una brújula. Además, las células ciliadas vecinas también orientan sus haces en concierto, de la misma manera que una colección de brújulas apuntaba hacia el polo norte magnético.

Tanto la direccionalidad unicelular como la de todo el órgano son críticas para la audición, pero estos dos niveles de organización están controlados por mecanismos moleculares ampliamente distintos durante el desarrollo del oído interno. Las proteínas de «polaridad celular planar» establecen un polo norte y sur en el órgano, mientras que las proteínas Gpsm2 / LGN-Gai actúan en células individuales de cabello para ayudar a dar direccionalidad al haz. Sin embargo, hasta la fecha, el modo en que los dos sistemas se reconcilian para la función sensorial normal sigue siendo un misterio.

Ahora, una colaboración entre un equipo de investigación del Laboratorio Jackson (JAX) y la Universidad Rockefeller han identificado una proteína, Daple, que interactúa con ambos sistemas y es un candidato prometedor para coordinar la direccionalidad de células individuales y de todo el órgano. [Énfasis añadido.]

Puedes ver desde las micrografías electrónicas (en la parte superior de esta publicación) que los paquetes de pelo sin Daple están tan desorganizados como una banda esparcida en el campo sin un líder. Para coordinar todas las partes para que toda la formación se reúna a tiempo y en sintonía, brindando a su usuario hasta un siglo o más de disfrute musical, nominamos a Daple como el Tambor Mayor del Año.

Si bien el documento no dice nada sobre la evolución, la descripción en Science Daily lo hace de la manera familiar gratuita:

Los seres humanos heredamos la capacidad de escuchar sonidos gracias a las estructuras que evolucionaron hace millones de años. Las «células ciliadas» sensoriales en el oído interno tienen la sorprendente capacidad de convertir ondas de sonido en señales eléctricas y transmitirlas al cerebro para su procesamiento.

La sabiduría de la multitud

La piel es algo maravilloso. Crece con nosotros, nunca se rompe, y (hasta que envejecemos) nunca se hunde. Siempre se está renovando, es nuestro órgano más grande. ¿Cómo «sabe» no ponerse demasiado tenso, haciéndonos luchar como si estuviéramos usando ropa demasiado ajustada, o demasiado suelta, como tratar de trabajar con pantalones holgados? El Instituto Max Planck hace esa pregunta:

La epidermis de la piel adulta es una construcción de diferentes capas. Las células madre residen en la capa inferior donde su tarea es producir nuevas células que luego se diferencian y se mueven hacia arriba en la capa superior más especializada. Este proceso de diferenciación implica cambios permanentes en las propiedades de la célula para adaptarse mejor a la función de barrera de la piel. La piel debe mantener un número equilibrado de tallos y células diferenciadas, ya que la pérdida del equilibrio adecuado daría como resultado una estructura tisular aberrante y, por lo tanto, de función. La forma en que se mantiene este intrincado equilibrio permaneció en gran parte desconocida hasta hace poco.

La autora principal, Yekaterina Miroshnikova, describe lo que ella llama «autoorganización» detrás de este equilibrio de tipos de células, pero se parece más a la sabiduría colectiva:

«Observamos que la división de las células madre indujo un efecto de amontonamiento local a la capa de células madre que deformaba las células en la vecindad de este evento. Curiosamente, esta compresión y deformación provocó la diferenciación de la célula vecina «, explica Miroshnikova. Las células atestadas y exprimidas cambian sus propiedades, lo que provoca su «escape» del estrés local en la capa inferior y el movimiento ascendente. «El hecho de que las células sientan lo que hacen sus vecinos y hagan exactamente lo contrario proporciona una forma muy eficiente y simple de mantener el tamaño, la arquitectura y la función del tejido«, dice Miroshnikova.

Sería bueno si nuestros propios vecinos humanos tuvieran tan buen sentido.

Disponibilidad para trabajar 

Los taxistas saben congregarse en los aeropuertos. Los jornaleros saben congregarse en las intersecciones visibles. Y los proteosomas saben congregarse donde es probable que se requiera su habilidad. ¿Proteosomas? Esas son las máquinas moleculares que desmontan las proteínas gastadas. Hemos descrito estas trituradoras como máquinas multicomponentes con partes móviles. Ahora, los investigadores alemanes que escriben en PNAS encuentran que tienden a congregarse en dos sitios distintos, como si tuvieran taxistas para llevarlos allí. «¿A dónde hoy, señor?» «A los poros nucleares, por favor».

Los proteosomas nucleares se unieron a dos sitios diferentes en el complejo de poro nuclear (NPC): la membrana nuclear interna y la cesta NPC. El análisis estructural reveló detalles mecanísticos de las dos interacciones de anclaje. Estos resultados presentan evidencia directa de que los proteasomas se unen a NPC, estableciendo un centro celular para la degradación de proteínas en la entrada entre el núcleo y el citoplasma.

No todos los taxistas trabajan en el aeropuerto, y no todos los jornaleros se reúnen en la misma intersección. Del mismo modo, los proteasomas pueden existir en cualquier lugar dentro o fuera del núcleo. De alguna manera, un gran número de ellos se encuentran en el NPC, como si «supieran» que es allí donde es probable que tengan un empleo remunerado. El documento de acceso abierto dice:

Estos proteasomas anclados a la cesta y unidos a la membrana, que tienen frecuencias de estado de procesamiento del sustrato similares a proteasomas en otras partes de la célula, están posicionados idealmente para regular la transcripción y realizar control de calidad de proteínas solubles y de membrana que transitan la NPC.

Conclusión

Cada una de estas proteínas opera en el interior oscuro y movedizo de una célula y, sin embargo, tiene una extraña sensación de lo que necesita hacer y dónde debe estar. Cada uno coopera con otras proteínas, a veces coordinando las acciones de un gran número de ellas. Daple nunca escucha el concierto de la banda. Las células madre adultas nunca sienten una ducha caliente. Los proteasomas nunca prueban una cena festiva. Sin un cerebro o una mente que los guíe, estas máquinas funcionan como si tuvieran un propósito superior que requiere sus habilidades, aunque ese propósito trascienda su propia existencia microscópica. El efecto es la salud de una entidad completamente diferente que es en órdenes de magnitud mayor que la proteína: el cuerpo humano.

Se necesita una programación fenomenal para hacer que una máquina imite a una persona. Estas máquinas moleculares, cumpliendo silenciosamente sus instrucciones codificadas, están muy cerca de pasar la prueba de Turing.

Créditos de la imagen: Micrografías electrónicas a través del Jackson Laboratory.

Artículo publicado originalmente en inglés por Evolution News