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Genética

Firma molecular

Crean una metodología que emplea un pequeño fragmento de ADN para identificar especies animales

En el supermercado no hay producto que no tenga su código de barras, una forma de identificar compuesta a decir verdad por una combinación de 11 dígitos. Pero, cada variedad de mercadería presenta una secuencia numérica específica, única y diferente que la que se encuentras en todas las demás. Dos tipos de artículos, por más parecidos que sean, ostentan series diferentes de cifras. El sistema reconoce, con precisión y rápidamente, cualquier género de producto presente en el local. En la naturales no hay ningún animal que no porte el gen citrocromo C Oxidasa I (COI), uno de los más estudiados por la genética y localizado en el genoma de la mitocondria, la central energética de las células. Sin embargo, según algunos biólogos, cada especie tiene un pequeño fragmento del COI característico, particular y diferente del existente en todas las otras. Dos variedades de organismo, aunque sean sumamente parecidas, poseen en ese gen distintas secuencias de nucleótidos, las unidades químicas que componen el ADN. Tal fragmento del COI, de alrededor de 650 nucleótidos, según dicen estos investigadores, contiene la firma molecular de cada especie y puede ser la base para la creación de los códigos de barras de la vida: un sistema rápido, preciso y (relativamente) barato de identificar especies en gran escala, sobre todo de animales.

La idea de implementar la taxonomía genética fue planteada hace alrededor de dos años por el biólogo Paul Hebert, de la Universidad de Guelph, Canadá. Desde entonces, la nueva forma de caracterizar y catalogar a los organismos está granjeándose adeptos en el seno de la comunidad científica. En febrero, el Museo de Historia Natural de Londres fue sede de la primera conferencia internacional organizada por el Consorcio para los Código de Barras de la Vida, creado el año pasado con el objetivo difundir dicha metodología. Alrededor de 200 investigadores de museos, zoológicos, herbarios, universidades e instituciones de investigación de los cinco continentes, Brasil incluido, participaron de este evento. El encuentro sirvió para impulsar dos proyectos internacionales de peso para los próximos cinco años: la iniciativa que determinará la firma genética de las 10 mil especies de aves conocidas en el planeta y el esfuerzo tendiente a determinar los códigos de barras de la vida de 23 mil especies de peces, 15 mil del mar y 8 mil de agua dulce. Existen también iniciativas locales, como el proyecto de caracterización genética de las especies de árboles de Costa Rica. Estimamos que costaría alrededor de mil millones de dólares implementar una biblioteca digital con los códigos de barras de los 10 millones de especies animales que existirían, de las que actualmente conocemos tan sólo un 10%, afirma Hebert. Sería prematuro estimar los costos de montaje de un sistema similar con datos de organismos de otros reinos.

Pese a que forma parte del Consorcio para los Códigos de Barras de la Vida, Brasil no está aún formalmente comprometido en ningún proyecto de gran escala que emplee la taxonomía molecular. Tenemos solamente iniciativas puntuales, como los estudios que hacemos en nuestro laboratorio con murciélagos y pájaros brasileños, comenta el genetista Fabrício Santos, de la Universidad Federal de Minas Gerais (UFMG), que integra el consorcio y estuvo presente en la conferencia de Londres. Pero necesitamos contar con una red nacional, como ocurrió en los proyectos Genoma, que promueva la participación de varias instituciones en trabajos más abarcadores, sobre ciertos grupos de animales, plantas y microorganismos.

Aves y mariposas
La genetista Ana Maria de Lima Azeredo Espin, directora del Centro de Biología Molecular e Ingeniería Genética de la Universidad Estadual de Campinas (CBMEG/ Unicamp), que también asistió al encuentro que se hizo en Inglaterra, es igualmente favorable a la formulación de iniciativas en el área de taxonomía molecular. Estamos pensando en idear un proyecto que emplee el código de barras de ADN,  a lo mejor dentro del programa Biota-FAPESP, dice Ana Maria, quien se vale de dicha técnica en sus estudios  genético-evolutivos con especies de moscas.

La nueva metodología es útil en dos grandes frentes: para generar una firma molecular de animales ya identificados por la ciencia y para descubrir nuevas especies, que no han sido hasta ahora clasificadas por la taxonomía tradicional. En un estudio publicado en octubre pasado en la revista científica PLoS Biology, Hebert y colegas canadienses y estadounidense demostraron que el secuenciamiento de tan solamente 648 nucleótidos del gen COI fue suficiente como para distinguir correctamente 260 especies conocidas de aves de Norteamérica. Cada animal tenía un código de barras propio en el ADN mitocondrial, diferente de la secuencia hallada en los otros. Las diferencias en la región analizada del gen COI eran 18 veces mayores entre aves de dos especies próximas que entre dos ejemplares de la misma especie. Es una evidencia de que, con la información genética únicamente, es decir, sin tener que recurrir a datos anatómicos y ambientales, era posible diferenciar a todas las especies. También en octubre, en un artículo publicado en la revista estadounidenses Proceedings of the National Academy of Sciences, Hebert y Daniel Janzen, de la Universidad de Pensilvania, Estados Unidos, presentaron diez nuevas especies de mariposas tropicales, todas derivadas de la Astraptes fulgerator. En este caso, los científicos emplearon informaciones generadas mediante el empleo de la técnica del código de barras de ADN para confirmar una antigua presunción, basada en años de estudios de campo con esa mariposa en Costa Rica: que la A. fulgerator no era una sola especie, sino un complejo de al menos una decena de especies ocultas. Aunque generan mariposas adultas prácticamente idénticas, cada especie exhibe colores y rasgos físicos distintos en su forma larvaria y se alimenta de distintas plantas al margen de presentar una secuencia particular en el gen COI, obviamente.

Algunos biólogos, acostumbrados a clasificar a los organismos mediante la comparación de rasgos anatómicos y el estudio de hábitats, desdeñan el abordaje molecular. Y lo cuestionan: ¿cómo puede ser que un fragmento de un único gen pueda identificar a todos los animales? A expensas de esta crítica, la nueva técnica no surgió para combatir a la taxonomía convencional. Al contrario. Surge como una herramienta para dinamizar el trabajo de los profesionales de la clasificación de especies. El código de barras no ocupará el lugar de la taxonomía clásica, explica Santos. Es meramente la incorporación de más información taxonómica, pero bajo la forma de caracteres de ADN. Como toda técnica, tiene sus limitaciones. El gen COI, por ejemplo, puede no ser el mejor para identificar a algunos animales. En el caso de las plantas, existe casi un consenso en el sentido de que un gen del cloroplasto, la organela encargada de efectuar la fotosíntesis, debe ser ungido como firma molecular de los vegetales.

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