Las moscas de la genética : Revista Pesquisa Fapesp

En el mes de mayo del año en curso, al genetista José Mariano Amabis, docente jubilado del Instituto de Biociencias de la Universidad de São Paulo (IB-USP) le advirtieron que en el porche había gusanos que matarían a los cerdos que se los comiesen. No matan, aseguró el genetista desde su quinta en São Bento do Sapucaí, en la zona de Serra da Mantiqueira, estado de São Paulo. En el suelo, junto a la parrilla, ahí estaba ese hervidero de larvas de color crema, cada una de 2 centímetros de largo, que se transformarían en moscas de la especie Rhynchosciara papaveroi.

Las guardó en una caja, salió a buscar más y las encontró. Más allá del hallazgo en sí mismo, pertinente porque eso ocurre en el año que marca el centenario de Crodowaldo Pavan, uno de los pioneros de la genética brasileña, quien realizó su mayor descubrimiento con una especie emparentada: R. angelae, a la que ahora se la conoce como R. americana. Cuando falleció, hace 10 años, las contribuciones del investigador –que a partir del ADN de esas moscas pasan por la institucionalización de los estudios en genética en el país y llegan a la divulgación científica– le granjearon un reconocimiento en Pesquisa FAPESP, en un suplemento especial (lea en Pesquisa FAPESP, edición nº 168).

Archivo Comisión de la Memoria del Departamento de Genética Pavan en el bananal, en el litoral paulista, el ámbito donde descubrió las larvas de Rhynchosciara Archivo Comisión de la Memoria del Departamento de Genética

El hallazgo de Pavan –por ese entonces profesor asistente del catedrático André Dreyfus (1897-1952) en la Facultad de Filosofía, Ciencias y Letras de la USP– fue incluso más fortuito que el de Amabis. Al patear un tronco de banano caído en Praia Grande, una localidad en el litoral paulista, se topó con “una parva de unos preciosos gusanos rojos”, tal como lo contó en una entrevista grabada en 2002 por estudiantes de una asignatura que dictaba el genetista João Morgante, hoy jubilado docente del IB-USP abocado a la Comisión de la Memoria del departamento. Regresó al laboratorio y dejó la bolsa con los gusanos en un rincón. Cuando se acordó que los quería mirar bajo el microscopio, ya habían pasado 23 horas. “Diseccioné el gusano y vi una glándula salival. Puede ver las células, el núcleo. Lo aplasté y me topé con el mayor cromosoma que hubiera visto, un cromosoma politénico”. Se trata de paquetes de ADN cuyo material genético se replica hasta formar estructuras voluminosas, que oscurecidas, forman patrones de bandas característicos.

Recién más tarde, al consultar con el zoólogo Ernest Marcus (1893-1968), Pavan descubrió que eran larvas de algún insecto y no gusanos, tal como él habían pensado. En 1951, junto a otros colegas, describieron los grandes cromosomas de las larvas de Rynchosciara. En 1955, Pavan y su asistente, Marta Breuer (1902-1977) arribaron a conclusiones controvertidas a partir de ciertas regiones de ese cromosoma, a las que se conoce con el nombre de puffs, donde se acumula el ADN. “Había un dogma instalado que estipulaba que la cantidad de ADN era invariable”, explica Amabis, que fue colega de Pavan. Vale recordar que la estructura del ADN fue descrita en 1953. En el período anterior ya existía la noción de que el material genético presente en los cromosomas estaría relacionado con lo hereditario. “Un grupo de Alemania había empezado a estudiar los cromosomas politénicos en las glándulas salivales de mosquitos de la especie Chironomus y describió los puff, pero nadie sabía lo que eran”, recuerda Amabis. “Creían que podrían tener relación con el funcionamiento de los genes”.

Pavan en el bananal, en el litoral paulista, el ámbito donde descubrió las larvas de Rhynchosciara El genetista (al frente, en el centro) con pares en la alameda Glette; Marta Breuer está atrás, a la izquierdaPavan en el bananal, en el litoral paulista, el ámbito donde descubrió las larvas de Rhynchosciara

Al observar los cromosomas en el microscopio, Marta Breuer –una alemana graduada en artes plásticas en la Escuela de Bauhaus– notó que el patrón de bandas se modificaba a lo largo de su extensión, algo que interpretó como un aumento del ADN. Según Amabis, Pavan arribó a a la conclusión de que ese animal necesitaba producir más proteínas de determinados tipos e incrementaba la cantidad de genes correspondientes, algo que se hizo conocido como amplificación génica. Se plantó ante los críticos, aferrados a la constancia de la cantidad de ADN, y derribó el dogma.

“Probablemente él no habría vislumbrado ese cambio en el patrón a lo largo del desarrollo si no hubiera contado con la observación escrutadora de Breuer”, analiza Amabis. “Su mérito residió en confiar en ese dato, interpretarlo y defenderlo”. En el caso de la especie Rhynchosciara, los cromosomas politénicos también están en células del intestino y en los tubos de Malpighi (órgano excretor presente en insectos), aparte de las glándulas salivales. Al comparar los tres tejidos, Breuer y Pavan revelaron que los cromosomas siempre tienen los mismos genes, pero funcionan de manera diferente en cada parte del cuerpo.

Reproducción La representación minuciosa de los cromosomas que realizó Marta Breuer es una referencia aún hoy en díaReproducción

Desde entonces, hubo muchos cambios en la comprensión acerca de cómo funciona el ADN, pero los puffs de ADN todavía ocultan misterios. “No se sabe cuál es la secuencia específica que incide en la amplificación del ADN ni cómo queda organizado el mismo”, dice el genetista Eduardo Gorab, del IB-USP. Él y Amabis pretenden seguir estudiando el tema en los puffs de R. papaveroi. Gorab también está interesado en la heterocromatina, una porción condensada del ADN que él estudia en el género Drosophila, el de las moscas de la fruta. “Hay dilemas interesantes para estudiar en las láminas histológicas de R. papaveroi”.

Las láminas histológicas fueron elaboradas por Amabis, quien llegó entusiasmado al laboratorio en el IB-USP y puso manos a la obra con el microscopio, diseccionando las larvas y preparando el material para analizar los cromosomas, tal como lo había hecho Pavan hacía casi 70 años. “Yo hice las veces de Marta Breuer, ayudando”, bromea Gorab, quien contó con la dirección de Amabis en su maestría, que defendió en 1991 con la presencia de Pavan en el tribunal examinador. “Pudo comprobarse que la amplificación génica y los puff que Breuer y Pavan habían descrito en R. americana también estaban ahí”, relata Amabis.

Max Ernani/ IB-USP Imágenes de larvas de R. papaveroi…Max Ernani/ IB-USP

El entusiasmo con el hallazgo en R. papaveroi trasciende a los cromosomas. La especie fue descrita en 1971 por Breuer a partir de unos pocos adultos, pero nunca tuvieron larvas en el laboratorio. Cada conjunto de huevos produce larvas de un solo sexo, dificultando la reproducción en cautiverio. Ahora, 50 años después, vuelven al laboratorio.

En el laboratorio de Gorab, las larvas comenzaron a secretar la tela con la que construyen su capullo colectivo característico. Pero murieron antes de llegar a la metamorfosis, a pesar del laborioso menú que había preparado Amabis empleando restos de camas de cultivo de hongos, cedidos por una vecina, mezclados con tallos de papa. “Ellas se alimentaron bien durante dos meses”. En la próxima oportunidad, él pretende probar de criarlas en el campo.

Eduardo Gorab/ IB-USP …y de sus cromosomas que nunca se habían publicadoEduardo Gorab/ IB-USP

Otra especie de Rynchosciara, tal vez aún no descrita, apareció recientemente en el propio IB-USP. “Se alimentan de las flores del castaño tropical (Sterculia spp.) en estado de fermentación”, comenta Gorab, refiriéndose al gran árbol que crece frente al edificio del departamento. A pesar de haberse desarrollado en el laboratorio, la reproducción fue imposible porque solamente nacieron hembras. Por eso aún no se ha podido estudiarla. El investigador está expectante de la próxima floración, en busca de las moscas.

De la genética a la difusión
Pavan dejó su marca en la ciencia por medio del estudio con moscas, pero su labor fue mucho más allá. Pretendió estudiar historia natural en 1939 porque lo había apasionado un filme en el que el actor Paul Muni (1895-1967) interpretaba al químico francés Louis Pasteur (1822-1895). Al asistir a una conferencia de André Dreyfus, preguntó cómo podría hacer algo similar y le aconsejaron desistir de la Escuela Politécnica, para la cual estaba haciendo el cursillo preuniversitario, y seguir la recientemente creada carrera de historia natural, que en esa época funcionaba en el palacete de la alameda Glette, en el centro de São Paulo. Eran divisiones poco numerosas en un espacio exiguo, algo que fomentaba fuertes lazos entre compañeros y con los docentes, relata la bióloga Neuza Guerreiro de Carvalho, quien se graduó como licenciada en la Glette en 1951 e hizo un trabajo de especialización coordinado por Pavan. “Yo medía alitas de moscas de las frutas”, recuerda. “Pavan era muy joven, se mimetizaba con los alumnos”, evoca Guerreiro, quien es autora del capítulo sobre historia natural del libro intitulado A Glette, o palacete e a Universidade de São Paulo (lea en Pesquisa FAPESP, edición nº 235), publicado en 2014 por el Centro de Memoria del Instituto de Psicología de la USP. El libro también contó con la coordinación del genetista Carlos Vilela, responsable de la Comisión Memoria del Departamento de Genética del IB-USP y de la digitalización de las fotos antiguas de esas páginas.

Gregório Ceccantini/ IB-USP Junto al zoólogo Paulo Vanzolini en la última oportunidad en que estuvo en el IB-USP, en 2008Gregório Ceccantini/ IB-USP

Fue ahí donde arribó, por iniciativa de la Fundación Rockefeller, como resultado de una negociación con Dreyfus, el ya afamado genetista ruso naturalizado estadounidense Theodosius Dobzhansky (1900-1975) en 1943 para colaborar en el desarrollo de la genética brasileña. Pavan trabajó junto a él en Brasil y pasó una temporada en su laboratorio en la Universidad Columbia, en Nueva York, entre 1945 y 1946. Esa asociación lo ayudó al brasileño en el desarrollo de sus estudios y a mantener el contacto con la Fundación Rockefeller, que siguió financiando la genética brasileña. “Durante un lapso de 20 años mantuvieron su apoyo sin necesidad de discutir presupuestos”, relató Pavan en la entrevista filmada. João Morgante recuerda que Pavan fue el catedrático más joven de la USP, nombrado en 1953 como consecuencia del fallecimiento prematuro de Dreyfus.

El genetista fue uno de los fundadores de la Academia de Ciencias del Estado de São Paulo, presidente de la Sociedad Brasileña de Genética (el primero de la “nueva” generación, el grupo sucesor de los pioneros como Dreyfus), director presidente de la FAPESP entre 1981 y 1984, presidente del Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (CNPq) entre 1986 y 1990, un período en el que, entre otras cosas, creó Estação Ciência, un museo interactivo en São Paulo que ya no existe. En 1997 asumió la coordinación del Núcleo José Reis de Divulgación Científica en la Escuela de Comunicación y Artes (ECA) de la USP, iniciando una labor en la popularización de la ciencia que mantuvo hasta el final de su vida.

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