"ADN basura" es la clave

Más de 400 científicos de tres continentes elaboran guía para dar sentido a los genes.

Cristián Jara
06.09.2012

Fue uno de los descubrimientos que revolucionó la medicina  en 2003, al lograr identificar y cartografiar los aproximadamente 20 a 25 mil genes que componen el genoma humano desde un punto de vista físico y funcional.

Ahora, una extensa investigación ofrece la "guía del genoma humano", que corresponde a la mayor hornada de descubrimientos sobre el ADN desde que se completó el proyecto hace 9 años: 442 científicos en laboratorios de tres continentes acaban de publicar 30 estudios abarrotados de hallazgos.

Los descubrimientos oscilan desde lo esotérico -¿qué es un gen?- a lo práctico -que sólo 20 cambios en genes pueden estar detrás de 17 cánceres aparentemente no relacionados-, dando a las empresas una serie de posibles objetivos farmacológicos.

Genoma humano

Los estudios vienen de un proyecto de 196 millones de dólares llamado Enciclopedia de Elementos del ADN, o ENCODE en sus siglas en inglés, y cuyo objetivo es tomar la 'Babel' producida por el proyecto genoma humano -la secuencia de las 3.200 millones de "bases" o "letras" químicas que constituyen el genoma humano- y darle sentido.

"Comprendemos el significado de sólo un pequeño porcentaje de las letras del genoma", dijo el doctor Eric Green, director del Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano, que pagó el grueso del estudio.

UNA "LISTA DE PARTES" PARA EL HOMO SAPIENS

ENCODE se lanzó en 2003 para construir una "lista de partes" del 'Homo sapien's al identificar y señalar las ubicaciones de cada parte del genoma que haga algo, un "mapa de referencias de todos los elementos funcionales en el genoma humano", explicó el genetista Joseph Ecker, del Instituto Salk de Estudios Biológicos en La Jolla, California.

Los elementos más conocidos del genoma son los aproximadamente 21 mil que especifican qué proteínas produce una célula. Por ejemplo, el gen del receptor de dopamina hace los receptores de dopamina en las células del cerebro y el de la insulina produce esta sustancia en el páncreas.

Sin embargo, sólo en torno al 1% del genoma se refiere a las proteínas, y el desafío ha sido descubrir la función del otro 99%, que durante años se ha descrito como "ADN basura" porque no codifica las proteínas.

Genoma humano  

Los expertos de ENCODE son la versión bióloga del movimiento "Occupy", comentó Mark Gerstein, de la Universidad de Yale, que dirigió uno de los equipos. "Durante años, todo el mundo se centró en el 1% ENCODE mira al 99 por ciento". 

El movimiento Occupy, similar al de los "indignados" en España, suele emplear como lema "Somos el 99 por ciento".

Al examinar esa parte del genoma, los científicos de ENCODE descubrieron que en torno al 80% del ADN antes tachado como basura realiza una función biológica. En primer lugar, este ADN no tan basura es un panel de control de lo más sofisticado, con unos 4 millones de fragmentos de ADN que controlan todo lo demás.

"El ADN basura, el 99%, se encarga en realidad de dirigir los genes", dijo Gersetein.

Esta regulación puede influir tanto en los genes normales como en los anómalos, afectando a las probabilidades de enfermedad.

Eso se debe a que los "factores de transcripción" y otros elementos regulatorios -proteínas producidas por ese ADN controlador- afectan a la doble hélice de cada célula, dominándola de una forma que activa o desactiva los genes como un niño que acaba de descubrir los interruptores de la luz.

EFECTOS SOBRE LA SECUENCIA DEL GENOMA PERSONAL

El poder de los elementos que controlan los genes podría explicar por qué la secuenciación sencilla del ADN personal concluye en ocasiones que la gente tiene riesgo de desarrollar enfermedades que nunca tienen o deja escapar las señales de las que sí llegan a sufrir.

Si el interruptor desactiva un gen insano, "puede reducir los niveles de proteínas que tienen un efecto nocivo", explicó Ecker. Pero si altera un gen normal, alguien puede desarrollar una enfermedad basada en el ADN.

Genoma humano

¿Qué tan complicado es ese sistema regulador? Hay casi cuatro millones de interruptores en los principales órganos humanos, y unos 200 mil actúan en cualquier célula dada, como en los músculos cardiacos.

"Nuestro genoma está simplemente lleno de interruptores: millones de lugares que determinan si un gen se activa o se desactiva", dijo Ewan Birney, del Instituto Europeo de Bioinformática- Laboratorio Europeo de Biología Molecular, y uno de los líderes de ENCODE.

Genoma humano

El sistema de control implica que las compañías farmacéuticas podrían tener que buscar en sitios nuevos en busca de genes influyentes. En uno de los estudios del proyecto, expertos de la Universidad de Washington, en Seattle, descubrieron que la mayoría de las variantes del ADN relacionadas antes con más de 400 enfermedades están en regiones regulatorias a menudo lejanas del "gen de enfermedad".

"Los cambios genéticos asociados con las enfermedades están concentrados en los interruptores", dijo en la nota de prensa John Stamatoyannopoulos, de la UW.

Como resultado, es probable que los análisis de genoma que buscan errores sólo en los "genes de la diabetes" o en los "genes de cáncer", entre otros, pasen por alto las variantes que causan la enfermedad al determinar cuándo, dónde y cómo se activan los genes.

"Ese descubrimiento cambiará cómo comprendemos la base genética de la enfermedad y abrirá nuevas avenidas para la terapia", dijo Stamatoyannopoulos.

Por ejemplo, en 17 clases distintas de cáncer, "sólo 20 factores regulatorios aparecen una y otra vez", señala. Eso sugiere que los fármacos que se dirijan sólo a esos, y no a los cientos de objetivos que persiguen ahora las farmacéuticas, podrían tratar muchos cánceres.

El grupo de la UW también descubrió que algunas enfermedades aparentemente no relacionadas comparten sistema regulatorio, como la artritis reumatoide, la diabetes de tipo 1 y otros trastornos autoinmunes. De modo que una sola medicina podría ser efectiva contra todas ellas.

ENCODE también ha mostrado que un gen no es la parte sencilla de ADN que fabrica una proteína, como se enseña a los estudiantes. En cambio, la unidad funcional es una amalgama de secuencias de las dos hebras de la doble hélice, entrelazadas como las dos mitades de una baraja de cartas en las manos de un 'croupier' de Las Vegas.

Nature ofrece de forma gratuita toda la investigación de ENCODE en www.nature.com/encode y a través de una aplicación para iPad.

24horas.cl con información de Reuters


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