AGENCIA DE NOTICIAS ENLACE JUDÍO MÉXICO – El descubrimiento del software de Yuval Tabach puede interpretar secuencias genéticas misteriosas al ver lo que hacen en otras formas de vida.
Por Ruth Schuster
Hemos secuenciado el genoma humano, el pollo, y la berenjena. Eso significa que conocemos el orden de las bases que conforman el ADN específico del organismo. Pero no sabemos realmente qué es lo que encontramos. El trabajo de la mayoría del ADN continúa siendo un misterio. Ahora, un software desarrollado en la Universidad Hebrea de Jerusalén nos puede ayudar a descubrir lo que hace casi todo ese ADN enigmático. Y, entonces, tal vez, un día podamos descubrir nuevas formas de curar todo tipo de enfermedades desagradables.
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Digamos que tienen un tubo de ensayo lleno de ADN, completamente secuenciado y todo, y no tienen idea de lo que hace. Pueden meter la secuencia en el sistema para ver si aparece en genes conocidos en el reino animal o vegetal, explica el inventor del sistema.
Si encuentran su secuencia asociada consistentemente con genes conocidos para el color de los ojos, por ejemplo, pueden asumir que está asociado al color de ojos.
El software se basa en los perfiles de evolución: cómo un gen cambia a través de la evolución.
Digamos que nuestro protomamífero ancestral tenía un grupo de genes para el crecimiento de bigotes. Teoréticamente, todas las especies provenientes de ese protomamífero tendrán ese grupo de genes- pero los genes habrán mutado de diferentes maneras en las diferentes especies a través de eones. En especies que perdieron sus bigotes, estos genes tal vez se volvieron disfuncionales, se degeneraron o se volvieron inactivos. Aun así, los genes (si es que aún hay alguno) deberían retener las suficientes características comunes para ser reconocidos por el sistema Tabach.
Megazostrodon, an early mammal whose genes for whiskers would pass to the species that arose from it – but, perhaps, with some changes. | Foto: Nordelch, Wikimedia Commons.
Mutaciones buenas y malas
El grupo de genes de bigotes cambiaría de especie en especie a través de la mutación, lo cual simplemente significa un cambio aleatorio en el ADN.
El cambio puede ser benigno e insignificante. Puede ser positivo y hacer que la criatura se adapte mejor para lidiar con las vicisitudes de la vida y, por lo tanto, estar mejor posicionada para procrear más. Cuando la mutación es “mala”, si la criatura llega a sobrevivir, lo más seguro es que muera antes de procrear, y la mutación se perderá (salvo que la mutación cause efectos después de la madurez y la procreación- tomen los llamados “genes de cáncer”).
Un ejemplo de una mutación mala pero no letal es la intolerancia a la lactosa. Los resultados pueden ser socialmente insostenibles pero no los matarán. Un ejemplo de una mutación fatal podría ser una que vuelve a la hemoglobina incapaz de fijar el oxígeno correctamente; esa criatura no sobrevivirá mucho después del nacimiento.
Las mutaciones “buenas” son, por ejemplo, aquéllas que hicieron a un poblado en Italia más apto para lidiar con el colesterol “malo”.
La ubiquitina (o ubicuitina), una proteína asociada con la regulación metabólica, es un ejemplo de un gen que no puede tolerar mutación. Los mutantes de ubiquitina son, usualmente, enfermizos, o están muertos.
Pero la mayoría de los genes son más “tolerantes” al cambio. Tomen los genes conectados con la visión. A ustedes probablemente les gusta ver pero algunas especies que evolucionaron para vivir en cuevas, por ejemplo, han perdido su visión o, inclusive, sus ojos, mediante el transcurso de eones de evolución.
Un resultado es que sus genes que codifican la visión se pudieron volver no funcionales y se degeneraron. No obstante, sus genes inactivos de visión conservan bastante similitud con los genes funcionales de visión, a fin de permanecer identificables.
Ahora, piensen en esto al revés. Encuentran una secuencia genética en un escorpión sin ojos y se preguntan qué hace. La introducen en el software Tabach, buscando la misma secuencia en otras formas de vida. ¡Listo! Descubren que otros animales tienen esta secuencia- y que se encuentra en sus genes de visión. Por lo tanto, esta secuencia tiene que ver con la visión. ¡Eh!
An eyeless scorpion of a previously unknown species discovered in in 2013 in a cave near Ramle. | Foto: Dan Keinan
La genética del cáncer
Las implicaciones para la medicina tomarán algún tiempo en evolucionar pero podrían ser asombrosas.
El ADN humano tiene 3,000 millones de nucleótidos (los bloques constructores de nuestros genes), que codifican de 20,000 a 25,000 genes. Sabemos que, al menos, algunos de estos son llamados “genes de cáncer”- genes perfectamente “buenos” que mutan y comienza a producir una proteína anormal, o ninguna proteína cuando deberían estar produciendo alguna.
La mayoría de los cánceres son producidos aparentemente por mutación, por ejemplo, de un gen supresor de tumores. Fumar causa daños notorios en nuestro ADN pero, antes de hablar sobre el aspecto genético del cáncer de forma útil, podría ser ventajoso saber qué genes están involucrados.
Un proyecto que hicimos, con Carmit Levy de la Universidad de Tel Aviv, fue identificar genes adicionales relacionados con el mieloma (un cáncer de las células blancas).
Lo hicieron al introducir una secuencia genética conocida por relacionarse con el mieloma, y buscándola en otros genomas animales. A continuación, siguieron el patrón de ese gen y encontraron que a lo largo del árbol de evolución, la secuencia del gen siempre aparecía junto a otro grupo de genes, cuya función aún no se había descubierto.
Su conclusión: Estos otros genes están relacionados con el mieloma. El software revisa los grupos de genes a través de su evolución para ver qué genes siempre van juntos.
La luz en medio del caos
Otro descubrimiento permitido por el software Tabach es la habilidad de encontrar genes cruciales que nosotros, hoy en día, ni siquiera sabemos que existen.
Tomemos el ciclo de Krebs, también llamado el “ciclo del ácido cítrico”, una parte crucial del metabolismo celular. Es crucial para todos los organismos que respiran oxígeno. Piensen en esto como una línea circular de ensamblaje: si un trabajador falla en su trabajo, el proceso completo no funciona. O sea, un defecto en el ciclo de Krebs causa enfermedades, aunque muy rara vez; usualmente, los mutantes del ciclo de Krebs, mueren.
Yuval Tabach. | Foto: Hebrew University of Jerusalem.
Si un doctor identifica una enfermedad del ciclo de Krebs en una persona pero sus genes del ciclo no muestran mutación alguna, asumimos que debe haber otro gen que aún no hemos identificado que está causando la enfermedad mitocondrial. Identificarlo dentro de los 3,000 millones de genomas nucleótidos es una misión tan imposible que ni siquiera Tom Cruise podría lograrlo, a menos que se tome un atajo lógico.
Cuando introducimos genes del ciclo de Krebs en el software, encontramos otros genes asociados de alguna forma con dicho ciclo. Es como la “culpa por asociación”.
Más aún, los protoctistas del ciclo de Krebs que mutaron y perdieron su mitocondria también perdieron todos sus genes del ciclo de Krebs. Si se añaden genes que siempre aparecen juntos, entonces, cuando uno desaparece, todos desaparecen. La conclusión es que los genes siempre trabajan juntos.
Tal como el proyecto Genoma 10,000 que lidia con la resurrección de especies futuras, se enfatizan las maravillas desconocidas del genoma.
Algunos organismos tienen súper poderes, tales como la resistencia al cáncer. Otros viven más tiempo o pueden sobrevivir congelados durante muchos años. Sus habilidades están codificadas en su genoma. Podemos tomar a los organismos resistentes al cáncer y preguntarnos qué características tienen en común que no existen en otros organismos, o que cambiaron de especie en especie. Queremos tomar a todos los organismos y entender la diferencia entre los organismos que tienen un súper poder específico y los que no lo tienen.
The naked molerat, a species that lives underground, has degenerate eyes and is mysteriously resistant to cancer. | Foto: Roman Klementschitz, Wikimedia Commons.
Fuente: Haartez / Traducción y adaptación: Miriam Baley.
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