Investigadores de la Universidad Freiburg, han desarrollado un estudio sobre la glándula pineal en peces cebra, los cuales, al carecer de una proteína específica los dos hemisferios del cerebro se desarrolla simétricamente y la hormona del sueño, melatonina, no se produce. La investigación liderada por los biólogos Theresa Schredelseker y el Prof. Dr. Wolfgang Driever sobre la glándula pineal revela una conexión genética entre la asimetría izquierda-derecha y los ciclos diurnos y nocturnos.

La glándula pineal es una pequeña glándula endocrina ubicada en el cerebro que se encarga de producir melatonina y por tanto de regular los ciclos de vigilia y sueño. Casi todas las especies de vertebrados poseen una glándula pineal, y mientras que en los seres humanos se encuentran en las profundidades del cerebro (en el epitalamo, cerca del centro del cerebro, metida en un surco donde las dos mitades del tálamo se unen) en el pez cebra se encuentra directamente debajo del cráneo. Sin embargo, su función principal se conserva en peces y humanos: la liberación nocturna de melatonina. Mientras que las glándula pineal humana detecta la luz del día a través de los ojos, la de los peces detecta la luz directamente.

Utilizando sofisticadas herramientas genéticas, los investigadores generaron un pez cebra que no pudiese producir la proteína específica del cerebro Homeobox (Bsx). En los peces que carecen de esta proteína, las células fotosensibles de la glándula pineal no se desarrollaron normalmente y no produjeron melatonina. Estudios anteriores habían demostrado que la deficiencia de melatonina en el pez cebra interrumpe los ciclos de sueño y vigilia. Por lo tanto, el pez mostró síntomas similares a los que experimentan las personas como resultado de turnos nocturnos de trabajo o de un uso excesivo del smartphone durante la noche.

La falta de Bsx tiene otras consecuencias interesantes en el cerebro. En el segundo día de desarrollo embrionario, un pequeño grupo de células normalmente migra desde la glándula pineal y casi siempre hacia la parte izquierda del cerebro. Estas células causan que el tejido circundante desarrolle las características de la mitad izquierda del cerebro. Cuando falta Bsx, estas células no se forman y el cerebro desarrolla dos mitades «derechas». Aunque este estudio se centra en el desarrollo embrionario, también abre nuevas oportunidades para estudios de comportamiento. Recientemente, por ejemplo, un grupo de investigación estadounidense descubrió que los peces con cerebros simétricos muestran anormalidades de comportamiento que se han interpretado como ansiedad elevada.

En las últimas décadas, el pez cebra de cuatro centímetros de largo se ha convertido en uno de los organismos modelo más populares para estudios genéticos. Se multiplica y se desarrolla rápidamente: las hembras ponen hasta 300 huevos por semana, cada uno de los cuales puede alcanzar la madurez en 12-16 semanas. La transparencia de los embriones significa que las células en el embrión en desarrollo se pueden observar directamente incluso hasta las primeras etapas larvarias. Como un vertebrado, posee muchos genes que tienen la misma función o una función similar en los humanos.

La nueva línea de pez cebra con deficiencia de Bsx podría servir como un sistema modelo para futuras investigaciones sobre defectos en el desarrollo de la glándula pineal y las anomalías conductuales resultantes.

Créditos imágenes: Theresa Schredelseker