Durante años, los criadores de serpientes han jugado con la genética como quien mezcla pinturas en una paleta, dando lugar a una extraordinaria variedad de colores y patrones en especies como la serpiente del maíz. Pero lo que para ellos era una cuestión práctica y estética, para un equipo de biólogos evolutivos se convirtió en la oportunidad perfecta para resolver un misterio fundamental: ¿cómo se forman los patrones geométricos de la piel en los animales?
Hace apenas unas décadas, en los años 70, comenzaron a observarse en criaderos dos morfos distintos de esta serpiente: una con manchas alargadas y fusionadas (conocida como Motley) y otra con cuatro rayas rojas que recorren el cuerpo de principio a fin (Stripe). Lo que no sabían entonces era que ambas compartían algo esencial: una misma región genética responsable del dibujo de su piel. Hoy, ese misterio se ha resuelto gracias a un descubrimiento que revela la función inesperada de un gen clave en la organización del color corporal.
Un patrón que empieza antes de nacer
Los investigadores centraron su atención en Pantherophis guttatus, la serpiente del maíz, una especie inofensiva del sudeste de EE. UU. muy utilizada en estudios de evolución del desarrollo. La razón es simple: existe una gran variedad de patrones y colores artificialmente seleccionados por criadores desde hace más de 60 años.
En el estudio, los científicos se centraron en los patrones Motley y Stripe, dos variantes que transforman las manchas dorsales típicas en líneas, alterando también el patrón del vientre. En ambos casos, la mutación es recesiva, lo que significa que debe heredarse de ambos progenitores para que el cambio sea visible. Los investigadores comprobaron que, al cruzar individuos con una u otra variante, la descendencia mostraba un patrón intermedio, una pista genética que ya sugería que ambas alteraciones tenían su origen en el mismo punto del genoma.
El gen CLCN2: una pista en la piel
Para averiguar qué gen estaba detrás de estos patrones, los autores aplicaron una técnica llamada mapeo por secuenciación, que permite localizar regiones del genoma asociadas a rasgos específicos. Tras analizar dos familias completas, identificaron una región de 3,4 Mb en el cromosoma 6 que coincidía con la presencia del patrón Motley en los descendientes. Dentro de esa región encontraron a un sospechoso principal: el gen CLCN2.
Este gen codifica un canal de cloruro dependiente de voltaje en la membrana plasmática de las células. Aunque en humanos está relacionado con enfermedades neurológicas, en estas serpientes su alteración no provoca disfunción cerebral, pero sí impacta drásticamente en la organización del color en la piel.
Dos mutaciones, dos resultados
Lo interesante es que, aunque tanto Motley como Stripe alteran el mismo gen, lo hacen de formas distintas. En Motley, CLCN2 no está mutado en su secuencia, pero su expresión se reduce drásticamente en la piel embrionaria. Así lo mostraron los análisis de RNA: “CLCN2 (Chloride Voltage-Gated Channel 2), un gen dentro del intervalo genómico, está significativamente desregulado en la piel embrionaria de Motley”.
En Stripe, sin embargo, los científicos descubrieron algo más llamativo: una inserción de un retrotransposón (ADN móvil) de 5832 pb en el gen CLCN2. Esta inserción altera el marco de lectura del ARN mensajero, interrumpe la producción normal de la proteína y genera un canal inactivo. Lo comprobaron con análisis transcriptómicos y secuenciación directa del ADN de animales Stripe, y confirmaron que la mutación truncaba la proteína a solo 205 aminoácidos.
Serpientes editadas genéticamente: una confirmación rotunda
Para verificar si este gen era efectivamente responsable del patrón, los investigadores recurrieron a la edición genética. Aplicaron la técnica CRISPR-Cas9 para generar serpientes knock-out, sin una copia funcional de CLCN2. El resultado fue claro: los animales modificados genéticamente mostraban un patrón Stripe, con líneas rojas que recorren el cuerpo y ausencia de manchas.
Como se explica en el artículo, “estos resultados demuestran concluyentemente que CLCN2 está efectivamente implicado en el proceso de formación del patrón de color en la piel de las serpientes del maíz”.
Un canal de cloro que organiza los colores
CLCN2 pertenece a una familia de canales de aniones en vertebrados. Se sabía que tiene un papel importante en el sistema nervioso central, pero hasta ahora no se había relacionado con la pigmentación. Gracias al análisis de ARN de célula única, los investigadores comprobaron que CLCN2 se expresa en los progenitores de las células pigmentarias —los cromatóforos— durante la formación embrionaria del patrón.
Esto sugiere un papel poco explorado: la regulación eléctrica entre células pigmentarias durante el desarrollo de la piel. Aunque los cromatóforos no son células eléctricamente excitables como las neuronas, se sabe que pequeñas diferencias en su potencial de membrana pueden influir en su comportamiento e interacciones. El canal CLCN2 podría estar facilitando esa señalización.
Sin consecuencias neurológicas… por ahora
Dado que en mamíferos las mutaciones en CLCN2 provocan enfermedades como leucoencefalopatías, los científicos analizaron el cerebro de serpientes Stripe. Encontraron vacuolización del tejido cerebral en juveniles, pero ningún cambio en la conducta, la fertilidad ni la visión. Como explican, “los individuos Motley y Stripe no muestran signos de disfunción cerebral”
En definitiva, la mutación parece afectar a la proteína solo en ciertos contextos celulares, probablemente por la ausencia de otras moléculas como HEPACAM o MLC1, que en el cerebro humano estabilizan la función de este canal.
Mutaciones móviles y evolución de patrones
Uno de los aspectos más fascinantes del estudio es la implicación de un elemento genético móvil, un retrotransposón del tipo Copia, que interrumpe el gen CLCN2. Este mismo tipo de elemento ya se había asociado a otra variante de color en serpientes, y se ha documentado en pigmentación humana y canina.
Los autores sugieren que estas inserciones pueden estar actuando como motores evolutivos del cambio en los patrones de color. De hecho, especies emparentadas o incluso poblaciones dentro de una misma especie pueden mostrar una transición de manchas a rayas, lo que podría deberse a cambios similares en genes como CLCN2.
Referencias
- Montandon SA, Beaudier P, Ullate-Agote A, Helleboid P, Kummrow M, Roig-Puiggros S, Jabaudon D, Andersson L, Milinkovitch MC, Tzika AC. Regulatory and disruptive variants in the CLCN2 gene are associated with modified skin color pattern phenotypes in the corn snake. Genome Biology. 2025;26:73. https://doi.org/10.1186/s13059-025-03539-0.
Cortesía de Muy Interesante
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