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jueves, 6 de septiembre de 2012

El genoma, descifrado



Presentan los resultados del proyecto Encode, que explica cómo funciona el ADN humano

Josep Corbella - 05/09/2012 - LaVanguardia.com - Barcelona

Después de nueve años de trabajo, los líderes del consorcio científico internacional Encode presentaron ayer los esperados resultados que explican cómo funciona el genoma humano.

Sus conclusiones demuestran que por lo menos el 80% del genoma está activo en por lo menos algún tipo de célula del organismo.

Este descubrimiento echa por tierra la idea vigente hasta ahora de que la mayor parte del genoma está formado por residuos genéticos sin utilidad, a los que despectivamente se llamaba ADN basura. Este ADN basura, se demuestra ahora, tiene en realidad un gran valor, ya que regula cómo funcionan los genes. De él depende que los genes adecuados se activen en el momento adecuado en las células adecuadas y que, por ejemplo, una célula de hígado funcione como una célula de hígado y que una neurona funcione como una neurona.

En este 80% largo del genoma que ahora sale a la luz se han encontrado alteraciones genéticas relacionadas con un gran número de enfermedades. Si en el pasado no se sabía cómo interpretar las alteraciones en regiones del genoma que se consideraban inactivas, ahora queda claro que pueden producir averías en el funcionamiento de las células.

Entre las más de 400 enfermedades que científicos del consorcio Encode ya han relacionado con alteraciones en estas regiones del genoma, destacan dolencias cuyo origen era un enigma como la diabetes tipo 1, la esclerosis múltiple, la artritis reumatoide, la enfermedad de Crohn o algunos casos de cáncer de mama. También rasgos hereditarios como la altura de una persona o la edad a la que sale el primer diente están regulados por estas regiones del genoma en las que no hay genes –o, por lo menos, genes en el sentido clásico-.

“Vamos a tener que redefinir lo que es un gen, que es uno de los conceptos más fundamentales de la biología”, destaca Roderic Guigó, bioinformático del Centre de Regulació Genòmica (CRG) y de la Universitat Pompeu Fabra y uno de los 24 investigadores principales del proyecto.

Según la visión clásica, el ADN está organizado de manera lineal como un hilo y un gen es un fragmento de este hilo que contiene las instrucciones para producir una proteína. Pero en la realidad el ADN está enrollado como un ovillo en el núcleo de las células. Según la visión que emerge del proyecto Encode, regiones de ADN que estarían alejadas si el ovillo se desenrollara se encuentran tan cerca que interactúan entre ellas. Encode, así, cambia la visión unidimensional del hilo por la visión tridimensional del ovillo, más compleja y más ajustada a la realidad.

El proyecto Encode se lanzó en el 2003 después de que el proyecto Genoma Humano llegara a las desconcertantes conclusiones de que el ADN humano solo contiene unos 20.000 genes y que solo representan el 2% de todo el genoma.

Aunque el proyecto Genoma Humano fue presentado en su día como un hito en la historia de la ciencia que iba a revolucionar la medicina, una década más tarde las aplicaciones médicas del genoma son mínimas. La mayor parte de los intentos por localizar las causas de enfermedades complejar en estos genes, de hecho, han fracasado.

“No es que el proyecto Genoma estuviera mal planteado”, aclara Guigó. Pero “las técnicas de análisis del genoma que tenemos ahora son mucho más potentes que las que teníamos hace diez años, lo cual nos ha permitido descubrir detalles que antes se nos escapaban. Ha sido como pasar de examinar el genoma con unas lentes desenfocadas a examinarlo en alta resolución”.

Encode se propuso identificar todos los elementos funcionales que hay en el genoma humano, estuvieran ubicados en un gen o no. Los primeros cuatro años se dedicaron a una fase piloto en la que se desarrollaron las herramientas y las infraestructuras para llevar a cabo la investigación y en la que se analizó solo el 1% del genoma. En los últimos cinco años, se ha extendido al 99% restante.

Prueba de la magnitud del proyecto es que en él han participado 442 investigadores de 32 instituciones, que han estudiado la actividad del genoma completo en 147 tipos distintos de células humanas. Los principales resultados de la investigación se presentaron ayer en 32 artículos científicos en las revistas Nature, Science, Genome Biology y Genome Research. Estos artículos, así como todos los datos generados por el proyecto Encode, son de libre acceso para cualquier científico de cualquier lugar del mundo. “El objetivo es que cualquiera pueda desarrollar nuevas investigaciones a partir de los datos de Encode; aún nos queda mucho por descubrir”, explica Guigó.

Por ahora, los investigadores del consorcio han identificado cuatro millones de regiones del genoma que regulan la actividad de los aproximadamente 20.000 genes humanos. Estas regiones actúan como interruptores que indican cuándo un gen debe estar activo o inactiva.

Se comprende ahora por qué los intentos de buscar las causas genéticas de un gran número de enfermedades han fracasado en los últimos años. La situación es equivalente a tener una lámpara que no funciona en una casa. Los investigadores habían estado examinando la lámpara y no le había encontrado ninguna avería, porque en realidad la avería estaba en alguno de los múltiples interruptores que la controlan.

Al aclarar cuáles son los interruptores que controlan cada gen, el proyecto Encode abre la vía a investigar las causas de enfermedades aún mal comprendidas y a mejorar su prevención, su detección precoz y su tratamiento.

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