Debido a
nuestra superioridad intelectual sobre otros mamíferos, los genetistas solían
pensar que necesitábamos al menos 100,000 genes para apreciar a Verdi o paladear un buen vino. Pero resultó que
todos los mamíferos, desde ratones hasta humanos, comparten el mismo conjunto
de aproximadamente 20,000 genes. Tras digerir este descubrimiento, al menos se
encontró una oportunidad: menos genes significaban una búsqueda más fácil de
mutaciones genéticas causantes de enfermedades, particularmente porque también
resultó que los genes que codificaban proteínas solo representaban el 2% del
genoma.
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| Un interruptor para el ADN |
¡No tan facil!
Los
genetistas intentaron explotar las revelaciones sobre el genoma con estudios
que analizaron miles de pequeños cambios genéticos en cientos de miles de
pacientes con diferentes enfermedades para ver cómo se comparaban con las personas
sanas. Esto les permitió correlacionar los cambios genéticos en el ADN enfermo
de una manera antes inimaginable. Como
resultado, la "arquitectura genética" de una gran cantidad de
afecciones, desde el cáncer hasta la esquizofrenia y la adicción, se entendió
mucho mejor.
Sin
embargo, después de que se publicaron los primeros miles de estudios, los
genetistas se horrorizaron al descubrir que el 98% de los cambios asociados con
la enfermedad que habían identificado en el genoma, no ocurren realmente en los
genes que codifican proteinas. En cambio, la gran mayoría de los cambios
relacionados con las enfermedades de origen genético se producen en el 98% del genoma que no está
formado por genes, conocido como el "genoma basura", ya que al
principio no se tenía una noción más
clara de lo que era o cómo estudiarlo.
En este
punto, apareció un caballero blanco en forma de 440 científicos de todo el
mundo conocido como el consorcio ENCODE. Con sede en Stanford, ENCODE se esforzó
en la preparación de la "Enciclopedia del genoma humano", acumulando
enormes cantidades de datos para descubrir qué estaba sucediendo en el genoma
basura.
ENCODE proclamó que al menos el 10% del genoma humano
estaba formado por interruptores genéticos llamados potenciadores que activan y
desactivan genes. Pero si esto sonaba como la clave para acercarse a un
tratamiento efectivo de muchas enfermedades genéticas, pronto se vería la
dificultad asociada.
Los
científicos sugirieron que estas secuencias complejas de ADN evolucionan
continuamente a alta velocidad, lo que implica que no son tan importantes como
los genes. También pueden ser únicos para especies individuales en lugar de ser
comunes para muchas especies, como los genes codificantes de proteinas. Junto
con los hallazgos de que los potenciadores parecían ser bastante transitorios y
efímeros en el genoma, comenzó a parecer que nuestra capacidad para comprender
rápidamente el genoma humano podría haberse sobrevalorado.
Algunos
genetistas, ahora cuestionan los anteriores paradigmas. Esto se relaciona con
la forma en que los científicos han identificado potenciadores hasta ahora:
donde podemos reconocer genes muy claramente usando un sistema de códigos de
tres letras, ENCODE identificó potenciadores usando pruebas de marcadores
bioquímicos.
Sin
embargo, podría decirse que no hay pruebas suficientes para confiar en que los
"marcadores potenciadores" en estas pruebas identifiquen con
precisión todos los potenciadores del genoma. Más fundamentalmente, el uso de
los marcadores presupone que los potenciadores deberían comportarse de manera
uniforme. Si, en cambio, solo están activos en células específicas en momentos
específicos, las pruebas de marcadores bioquímicos no siempre serán precisas,
ya que no pueden reflejar la actividad de todos los potenciadores en las regiones
muy específicas en las que están activas. Si es así, los potenciadores pueden
conservarse en los genomas de muchas más especies de lo que sugerían los
estudios de marcadores bioquímicos anteriores.
Para probar
esta idea, las Universidades de Aberdeen y Edimburgo han estado colaborando
para identificar las causas genéticas de la ansiedad y el abuso del alcohol,
que mata al 7.7% de los hombres y al 2.6% de las mujeres en todo el mundo. Para
hacer esto, el estudio se realizó en ratones, ya que ellos también pueden ser susceptibles
al alcoholismo cuando están expuestos al alcohol.
Hay un gen
llamado GAL que produce un pequeño neuropéptido llamado galanina, que afecta la
ingesta de alcohol. Sin embargo, se sabe que cuando se compara a las personas
que beben mucho con las que no, no se ven diferencias en el gen GAL. Al
estudiar este gen en ratones, se identificó lo que parecía ser un potenciador
que activaba este gen en regiones específicas de su cerebro.
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| Galanina |
Al comparar
las secuencias del genoma de 100 especies animales, incluidos humanos, ratones
y aves, se encontró el mismo potenciador sospechoso en el genoma, en casi la
misma posición, a cierta distancia del gen. Teniendo en cuenta que las ramas
evolutivas de las aves y los hombres se
separaron hace unos 310 millones de años, el hecho de que esta entidad haya
sobrevivido hace que sea extremadamente probable que sea fundamental para el control
de la ingesta del alcohol.
Para probar
esto, se utilizó una nueva tecnología de edición de genes para eliminar el
potenciador en el cerebro de los ratones
modificados genéticamente. Efectivamente, se descubrió que los ratones editados
genéticamente bebieron mucho menos que los ratones normales después de una
semana de exposición al alcohol. También se volvieron menos ansiosos, aunque
solo los machos. Con la ayuda de estudios genéticos humanos en la Universidad
de Edimburgo, esto permitió concluir que en humanos el mismo potenciador juega
un papel importante en el control del estado de ánimo y el consumo de alcohol
de las personas.
Esta es la
primera vez que se ha demostrado que el mismo potenciador controla el consumo
de alcohol y el estado de ánimo en una gran cantidad de especies. Sugiere que
los potenciadores con funciones importantes se pueden detectar en el genoma
humano al observar en qué medida existen en diferentes especies. Lejos de ser
las entidades transitorias y efímeras sugeridas por los estudios de marcadores
bioquímicos, esta investigación demuestra que los potenciadores son críticos
para impulsar la expresión de genes específicos en células específicas donde
desempeñan funciones importantes en el mantenimiento de la salud.
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