Desvelado el «lado oscuro» del genoma

Desvelado el «lado oscuro» del genoma


Cuatro revistas científicas, entre ellas Nature y Science, dedican más de 30 artículos al proyecto Encode, el relevo del Genoma Humano y uno de los más importantes del National Human Genome Research Institute, que se inició en 2003 y acaba de concluir. Su objetivo: interpretar el genoma humano, uno de los retos del siglo XXI, así como aplicar los resultados al campo de la Salud.
En 2007 se publicaron los resultados de la fase piloto de Encode, analizando solo el 1% del genoma, y ya hubo sorpresas. Ahora, se ha extendido a la totalidad del genoma, accesible a bajo coste gracias a las técnicas de secuenciación masiva. Entre las principales conclusiones está la de derribar la idea de que los genes se encuentran dispersos en un mar ADN sin ninguna utilidad, lo que se conocía como «ADN basura». En realidad, el 75% del genoma contiene instrucciones importantes para la vida. Aunque una parte de las instrucciones contenidas en el material genético están destinadas a producirARNs mensajeros, que sirven de molde para fabricar proteínas, hay otra clase de mensajeros que intervienen en la regulación de los genes. Estas moléculas denominadas «ARN no codificantes» funcionan como interruptores que determinan cuándo se encienden y apagan los genes y están adquiriendo cada vez mayor relevancia en el abordaje de diversas patologías, como el cáncer.
«Hemos encontrado que una gran parte del genoma está implicada en controlar cuándo y dónde se producen las proteínas, más allá de simplemente fabricarlas», señalaba Ewan Birney, coordinador del proyecto e investigador del Instituto Europeo de Bioinformáticos de Hinxton (Inglaterra), en una rueda de prensa celebrada ayer, miércoles, en el Museo de Ciencia de Londres. Estas secuencias hasta ahora menospreciadas podrían dar importantes pistas sobre patologías como la esclerosis múltiple, la enfermedad de Crohn o afecciones cardiacas.
nuevas terapias
En esta línea, un equipo de investigadores de la Universidad de Washington ha encontrado que el 24,4% de las variaciones genéticas asociadas con enfermedades como la diabetes tipo 1, la artritis reumatoide o el lupus se encuentran en lugares donde se unen un conjunto concreto de moléculas que intervienen en la regulación de la expresión génica y que sacan a la luz una importante red implicada en la regulación de estas enfermedades autoinmunes. Un descubrimiento que abre la puerta a nuevos enfoques terapéuticos.
Otro aspecto novedoso es que un porcentaje de estas secuencias hasta ahora consideradas basura no están conservadas entre especies y podrían tener la clave de lo que nos hace humanos.
En total, más de un millón y medio de experimentos llevados a cabo en el marco de Encode. Si se imprimiese sobre un mural toda la información obtenida, mediría 16 metros de alto y 30 kilómetros de largo, un «auténtico festín de datos genéticos», disponibles en Internet. Toda una revolución genómica que el tiempo se encargará de poner en su lugar y que a los investigadores les costará digerir.
El proyecto Encode, acrónimo de Enciclopedia de los elementos del ADN, tiene precisamente por objetivo descubrir y catalogar las regiones funcionales existentes en el genoma humano y descubrir otra perspectiva que permita nuevos abordajes terapéuticos, como la que ahora se abre al constatar que el origen de muchas patologías podría estar en ese ADN hasta ahora poco valorado, que según el proyecto genoma se cifraba en el 98,5% del total. El Encode es un proyecto financiado por el National Institutes of Health (NIH) y el National Human Genome Research Institute (NHGRI) estadounidenses, en el que participan, más de 400 investigadores pertenecientes a 32 grupos de investigación de 5 países, entre los que se encuentra el Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona.
Nuevos interruptores
«El ARN es el producto primero de la decodificación de las instrucciones del genoma. La secuencia de ADN es la misma en todo el organismo, y es precisamente el ARN el que establece la diferencia entre las células de los distintos tejidos. Y la forma en que se producen estas moléculas no es tan simple como se pensaba», explica a ABC Roderic Guigó, del Centro de Regulación Genómica de Barcelona (CRG), uno de los investigadores españoles participantes en el estudio. Como ejemplo de esta complejidad cita ARN quiméricos, que se forman a partir de regiones diferentes situadas incluso en distintos cromosomas. El grupo de Guigó, en colaboración con Alfonso Valencia, de Madrid, han aportado a Encode el mapa de los ARNs presentes en los distintos tipos celulares investigados.
Nuevas páginas para la biblioteca de la vida
¿Por qué es importante este proyecto?
El proyecto Encode, acrónimo de Enciclopedia de los elementos del ADN, tiene como objetivo descubrir y catalogar las regiones funcionales existentes en el genoma humano y encontrar nuevas estrategias para tratar graves enfermedades.

¿Qué se ha descubierto?
La información obtenida echa por tierra la idea de que los genes se encuentran dispersos en un mar de ADN sin utilidad, lo que se conocía como ADN basura. Ahora se ha visto que el 75% del genoma contiene instrucciones importantes para la vida. Tanto que constituyen un gran panel de control con millones de interruptores que regulan la actividad génica.

¿Por qué es útil el «ADN basura»?
Estas secuencias hasta ahora menospreciadas podrían dar importantes pistas sobre patologías como la esclerosis múltiple, la enfermedad de crohn o afecciones cardiacas, apuntan en Science. Otro aspecto novedoso es que un porcentaje de estas secuencias no están conservadas entre especies y podrían tener la clave de lo que nos hace humanos, apunta otro artículo en Science.
Alrededor del 80% del genoma está activo
Alrededor del 80 % del genoma humano contiene elementos relacionados con algún tipo de función bioquímica, hasta un total de 120 funciones diferentes, lo que significa que casi todo nuestro genoma está activo
¿Tendremos acceso a nuevos tratamientos?
Cuando se concluyó el primer borrador del genoma humano, se vislumbraba una capacidad sin precedentes para controlar la vida e incluso se soñaba con alcanzar un mundo libre de enfermedades y sin envejecimiento. Sin embargo, aunque supuso un avance espectacular en la investigación biológica, no produjo muchas herramientas para tratar con eficacia las enfermedades. Ahora puede llegar ese momento.
¿Cuál ha sido la participación española?
El grupo de Roderic Guigó, del Centro de Regulación Genómica de Barcelona, en colaboración con Alfonso Valencia, de Madrid, han aportado el mapa de los ARNs presentes en los distintos tipos celulares investigados. Y estos ARNs son los responsables de la formación de los tejidos.
¿Y ahora comprendemos todo el genoma?
Aún queda mucho trabajo y muchas páginas de este libro de la vida por escribir. De momento, solo tenemos otra instantánea del proceso. Un paso más en la comprensión del complejo proceso de la vida.

Qué nos hace humanos
José Antonio López Guerrero Investigador y Director de Cultura Científica del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa.
Cuando la guerra tecnológica abierta hace una década entre un consorcio público internacional y el poderoso grupo del no menos poderoso biólogo y hombre de negocios Craig Venter terminó en tablas aparente tras la presentación conjunta del borrador fruto del Proyecto Genoma, más de un investigador habría caído en la tentación de remedar al mismísimo Lord Kelvin cuando, en 1900, asegurara que ya no quedaba nada en ciencia por ser descubierto. Craso error en física y por supuesto también en biología molecular y genética. Se presenta, con varias decenas de artículos científicos que lo apoyan, la «Encyclopedia of DNA Elements» o Proyecto ENCODE, una colaboración internacional coordinada a través del Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano (NIH), que ha conseguido constituir una lista de elementos funcionales del genoma humano. Ya no hablamos de «mapear» o caracterizar proteínas; tampoco de secuenciaciones masivas como tales -aunque se han llevado a cabo un ingente número de ellas-.
Se trata, entre otras cosas más moleculares y profundas, de redefinir y actualizar el concepto de gen; de caracterizar aquellos elementos que interaccionan a todos los niveles de la cascada de expresión génica, desde el propio DNA hasta las que tienen lugar con proteínas, pasando por aquellas transcripciones que no acaban en una proteína, sino que constituyen ese emergente campo del RNA regulador, no codificante, aspecto éste más que interesante para entender incluso la evolución o cómo pequeñas variaciones en una secuencia del genoma pueden producir un mono o un señor. Pequeñas secuencias de RNA que deciden qué, cuándo y cómo debe manifestarse la información codificada en nuestros genes -con permiso de la epigenética- y que, desde luego, convierte en casi una broma de mal gusto la expresión de «DNA basura». Nature, Science, Genome Research y otras revistas de gigantesca envergadura científica detallan y desmenuzan los detalles moleculares, connotaciones científicas y hasta sociales de los 4 millones de regiones reguladoras del genoma humano. Estamos ante un punto de inflexión en la comprensión del imbricado proceso molecular que subyace tras un pequeñísimo gusano, una mosca, un pez, un ratón o un ser humano. Impresiona pensar lo que dará de sí el estudio del resto de nuestro «libro de la vida», en guiño al famoso grito de Francis Crick aquella tarde de 1953 en el pub Eagle de Cambridge: «Hemos descubierto la molécula de la vida, más cerveza» (o algo así).
http://www.abc.es/salud/noticias/desvelado-lado-oscuro-genoma-13027.html