{"id":76588,"date":"2003-05-01T00:00:00","date_gmt":"2003-05-01T00:00:00","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/2003\/05\/01\/el-silencio-de-los-genes\/"},"modified":"2015-02-18T16:36:42","modified_gmt":"2015-02-18T18:36:42","slug":"el-silencio-de-los-genes","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/el-silencio-de-los-genes\/","title":{"rendered":"El silencio de los genes"},"content":{"rendered":"

Con el auxilio de una t\u00e9cnica que d\u00eda tras d\u00eda va adquiriendo m\u00e1s credibilidad en el \u00e1rea de biolog\u00eda molecular, llamada de ARN (\u00e1cido ribonucleico) de interferencia, o sencillamente RNAi, investigadores de la Universidad de S\u00e3o Paulo de Ribeir\u00e3o Preto lograron desactivar un gen de abejas obreras adultas de la especie\u00a0Apis mellifera<\/em> . Durante 15 d\u00edas, el gen encargado de la fabricaci\u00f3n de vitelogenina -la principal prote\u00edna de reproducci\u00f3n de los insectos, con probable influencia sobre el sistema inmunol\u00f3gico -fue silenciado en el 96% de las 300 obreras que recibieron inyecciones de RNAi. Silenciamiento es el t\u00e9rmino acu\u00f1ado por los cient\u00edficos para describir el efecto neutralizador ejercido sobre un gen por el ARNi, una mol\u00e9cula creada en laboratorio que difiere del ARN convencional, debido a que presenta dos cintas de pares de base (unidades qu\u00edmicas) en lugar de una.<\/p>\n

Esta cinta extra, presente en la mol\u00e9cula artificial, fue capaz de destruir la receta qu\u00edmica que comandaba la producci\u00f3n de la vitelogenina antes de que este comando llegara al ribosoma, la organela celular encargada de sintetizar las prote\u00ednas. Sin orden de trabajo, el ribosoma par\u00f3 de fabricar vitelogenina. Es decir, el gen de esta prote\u00edna continu\u00f3 existiendo y no sufri\u00f3 ninguna alteraci\u00f3n en su secuencia de pares de bases. Tan solo fue desconectado o desactivado, debido a que su mensaje es interceptado y saboteado antes de llegar al destinatario.<\/p>\n

“No podemos todav\u00eda afirmar con seguridad si el silenciamiento es temporal o definitivo” afirma Zil\u00e1 Paulino Luz Sim\u00f5es, de la USP de Ribeir\u00e3o Preto, la principal autora brasile\u00f1a del trabajo. Este estudio, que cont\u00f3 con la participaci\u00f3n de cient\u00edficos de la Universidad Agr\u00edcola de Noruega, sali\u00f3 publicado el 20 de enero en la revista cient\u00edfica electr\u00f3nica\u00a0BMC Biotechnology<\/em> .En otro experimento en marcha a\u00fan, el equipo de Zil\u00e1 logr\u00f3 anular el mismo gen en abejas reinas de\u00a0Apis mellifera<\/em> . No obstante, en este caso la eficiencia de la t\u00e9cnica fue menor. Tan solo la mitad de las 40 l\u00edderes de la colmena no sintetiz\u00f3 la vitelogenina. “Quiz\u00e1s sea necesario aumentar la cantidad de ARNi que le dimos a las reinas”, explica Zil\u00e1. En huevos que dar\u00edan origen a obreras se inyect\u00f3 una soluci\u00f3n de 1 microlitro (la millon\u00e9sima parte de un litro) en la cual hab\u00eda 5 microgramos de ARNi.<\/p>\n

En las reinas, en las que el gen de la vitelogenina es expresado (accionado) con el doble de intensidad que en las obreras, se suministr\u00f3 el mismo medio l\u00edquido, pero con 10 microgramos de ARNi. Para intentar mejorar la eficiencia de la t\u00e9cnica de silenciamiento entre las abejas que comandan la colonia, se inocular\u00e1n nuevas dosis de ARNi en otras reinas.Pese a que el trabajo con las reinas se encuentra a\u00fan en su fase inicial, ya est\u00e1 brindando una noticia m\u00e1s que relevante: se espera que las abejas cuyo gen fue silenciado sean capaces de pasar esa caracter\u00edstica a su primera generaci\u00f3n de descendientes. Sus hijas tampoco producir\u00edan la prote\u00edna.<\/p>\n

Por lo que todo indica, la orden para no sintetizar la vitelogenina permanece almacenada en la memoria de las c\u00e9lulas maternas, y posteriormente es transmitida a la prole. La historia de las abejas es impresionante; pero no es la primera vez que un animal exhibe esta capacidad de heredar genes silenciados. Un art\u00edculo de investigadores del Cold Spring Harbor Laboratory, Estados Unidos, publicado en febrero en\u00a0Nature Structural Biology<\/em> , mostr\u00f3 que ratones con un gen desactivado mediante el uso de la t\u00e9cnica de ARNi pasaron esa modificaci\u00f3n gen\u00e9tica a sus descendientes, creando aparentemente un linaje estable de animales con esta caracter\u00edstica.<\/p>\n

El gen de la vitelogenina fue seleccionado como objeto del experimento con ARNi porque las abejas de miel poseen una caracter\u00edstica que intrigaba a los investigadores de la USP. Por ser un gen profundamente implicado en el proceso reproductivo de la\u00a0Apis mellifera<\/em> , era de esperarse que su expresi\u00f3n fuera exclusiva de las reinas, o por lo menos muchas veces mayor en las abejas l\u00edderes de la colmena que en las obreras. Al fin y al cabo, las funciones reproductivas son pr\u00e1cticamente privativas de las reinas, que ponen la mayor\u00eda absoluta de los huevos y garantizan as\u00ed la continuidad de la colonia.<\/p>\n

Pero ocurre que tanto en las reinas como en las obreras la expresi\u00f3n del gen es bastante alta, aunque las primeras fabriquen el doble de vitelogenina de lo que fabrican las segundas. “La cantidad de vitelogenina producida por las reinas puede superar el 50% de todas las prote\u00ednas sintetizadas por este tipo de abeja”, comenta Zil\u00e1. En las obreras, este \u00edndice llega a un significativo 30%, un indicio de que dichas abejas subalternas, adem\u00e1s de trabajar, tambi\u00e9n deben participar en la reproducci\u00f3n y otras funciones importantes.<\/p>\n

Contra el Sida y el c\u00e1ncer
\n<\/strong>Desde que fue descubierta en 1997, la t\u00e9cnica de utilizaci\u00f3n del RNA de cinta doble para interferir en el funcionamiento de genes empez\u00f3 a usarse con diferentes grados de \u00e9xito y para distintas finalidades en plantas, animales, hongos e incluso en c\u00e9lulas humanas. A veces el ARNi no logra silenciar totalmente un gen, pero lleva a una reducci\u00f3n considerable en la producci\u00f3n de la prote\u00edna derivada del gen en cuesti\u00f3n. Los m\u00e1s optimistas creen que, cuando sea plenamente controlado -si es que se llega a ello-, el empleo de ARNi puede convertirse en una herramienta terap\u00e9utica de gran utilidad, por ser capaz de desactivar genes relacionados con una serie de enfermedades, incluido el c\u00e1ncer, y dar origen a potentes medicamentos.<\/p>\n

En un art\u00edculo publicado en la edici\u00f3n de julio pasado de la revista\u00a0Nature Medicine<\/em> , el estadounidense Philip Sharp, ganador del Premio Nobel de Medicina en 1993, e investigador del Instituto de Tecnolog\u00eda de Massachusetts (MIT), demostr\u00f3 que el mecanismo de ARN de interferencia podr\u00eda usarse para combatir la infecci\u00f3n causada por el virus VIH del Sida. Sharp logr\u00f3 silenciar genes del propio VIH -un virus cuya mol\u00e9cula central es el ARN- y de c\u00e9lulas humanas en medio de cultivo. La revista Science consider\u00f3 que los estudios con ARNi constituyeron la l\u00ednea de investigaci\u00f3n m\u00e1s importante el a\u00f1o pasado.<\/p>\n

El dominio de la etapa de elaboraci\u00f3n en laboratorio de una mol\u00e9cula de \u00e1cido ribonucleico con cinta doble y capaz de silenciar espec\u00edficamente un gen -y \u00fanicamente \u00e9ste, sin interferir en los dem\u00e1s componentes del genoma- es posiblemente el factor determinante del \u00e9xito o del fracaso del uso de la t\u00e9cnica de ARNi en un organismo. Esto porque es necesario conocer la secuencia completa de pares de bases de cada gen que se pretende desactivar, que codifican su respectiva prote\u00edna, y con base en esta informaci\u00f3n molecular, derivar y construir un ARN de cinta doble muy particular.<\/p>\n

Solamente fue posible parar la s\u00edntesis de vitelogenina en la abejas luego de que los investigadores de Ribeir\u00e3o Preto lograron producir con precisi\u00f3n un ARN de cinta doble complementario a la secuencia de poco m\u00e1s de 500 pares de base que compone la parte codificante del gen de esta prote\u00edna, por ejemplo. “Cualquier descuido en esta fase hace que la t\u00e9cnica de ARNi no funcione”, dice Zil\u00e1.Una vez obtenido el ARN de cinta doble, el paso siguiente consiste en inyectar ese material en el organismo que tiene el gen que debe desactivarse. Hecho esto, esa mol\u00e9cula modificada de \u00e1cido ribonucleico es cortada por una enzima llamada Dicer dentro de la c\u00e9lula, en trozos de alrededor de 25 pares de bases.<\/p>\n

Estos peque\u00f1os tramos de ARN de cinta doble picoteados se unen entonces a un complejo de prote\u00ednas, y de manera conjunta atacan al ARN mensajero, cort\u00e1ndolo en retazos o porciones no funcionales. Tal como su nombre lo indica, el ARN mensajero -una mol\u00e9cula convencional de \u00e1cido ribonucleico derivada de un gen y con tan solo una cinta de pares de bases- es el cartero que carga la orden qu\u00edmica proveniente de su respectivo gen hasta el ribosoma, la organela celular encargada de la producci\u00f3n de prote\u00ednas. As\u00ed fragmentado, el ARN mensajero no logra llevar adelante la receta suministrada por el gen que lo origin\u00f3. De esta manera, se interrumpe la producci\u00f3n de la prote\u00edna que ser\u00eda elaborada a partir de aquel gen. En l\u00edneas generales, es as\u00ed como funciona la t\u00e9cnica de ARNi.<\/p>\n

Rol revisado
\n<\/strong>Por otro lado, el aparente \u00e9xito del m\u00e9todo de silenciamiento de genes -aparente pues nadie sabe todav\u00eda a ciencia cierta por cu\u00e1nto tiempo dura esa desactivaci\u00f3n, y tampoco existe una certeza absoluta de que la t\u00e9cnica no provoque efectos colaterales indeseables- acab\u00f3 elevando el status de la mol\u00e9cula de \u00e1cido ribonucleico. El ARN siempre fue visto como una especie de primo pobre del \u00e1cido desoxirribonucleico, el popular ADN, portador del c\u00f3digo gen\u00e9tico y necesario para la producci\u00f3n de todas las prote\u00ednas de un organismo.<\/p>\n

Se cre\u00eda que el ARN desempe\u00f1aba b\u00e1sicamente el rol de intermediador entre tramos de ADN (los genes) y las prote\u00ednas. El \u00e1cido ribonucleico era visto como un fiel y pasivo entregador, un leal mensajero de la f\u00f3rmula dictada por los tramos de ADN al ribosoma. Su papel era, sin lugar a dudas, imprescindible, pero de car\u00e1cter m\u00e1s burocr\u00e1tico que creativo. De la misma manera en que un traductor no debe apartarse del contenidooriginal de la obra que vuelca a otro idioma, el ARN no deb\u00eda interferir en el significado del mensaje que le hab\u00eda sido confiado por el ADN. Pod\u00eda incluso hacer las adaptaciones necesarias para que el ribosoma comprendiese mejor el texto qu\u00edmico dictado por los genes, pero no m\u00e1s que eso. Al agregarle una cinta al ARN convencional, esta noci\u00f3n de que el \u00e1cido ribonucleico jam\u00e1s influ\u00eda en el mensaje del gen cay\u00f3 por tierra. No solamente influye, sino que incluso puede llegar destruirlo por completo, tal como lo demuestra la t\u00e9cnica de ARNi.<\/p>\n

El Proyecto<\/strong>
\nAbejas Africanizadas: An\u00e1lisis Integrado del Proceso de Apis mellifera con Foco sobre determinantes de la Fertilidad de Z\u00e1nganos, Reinas y Obreras<\/em>
\nModalidad<\/strong>
\nProyecto tem\u00e1tico
\nCoordinadora<\/strong>
\nZil\u00e1 Luz Paulino Sim\u00f5es – Facultad de Filosof\u00eda, Ciencias y Letras de la USP de Ribeir\u00e3o Preto
\nInversi\u00f3n<\/strong>
\nR$ 967.157,42<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Una nueva t\u00e9cnica desactiva tramos de ADN y bloquea la producci\u00f3n de una prote\u00edna en las abejas, y puede tener aplicaciones m\u00e1s amplias","protected":false},"author":13,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[181],"tags":[],"coauthors":[101],"class_list":["post-76588","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-ciencia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/76588","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/13"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=76588"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/76588\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=76588"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=76588"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=76588"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=76588"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}