Marcelo de Aguiar N\u00f3brega es un hijo de la ciudad nordestina de Recife, que eligi\u00f3 California como lugar para vivir, pero mantiene prudencial distancia de las olas y la playa. Su pasi\u00f3n son los desiertos \u2013\u00a0de genes, enti\u00e9ndase bien. Al cabo de tres a\u00f1os de b\u00fasqueda en aquel tercio del genoma humano en cuyas arenas se cre\u00eda que no hab\u00eda siquiera sombra de genes, y que por eso fue durante a\u00f1os injustamente glosado como ADN basura, el investigador del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, de Estados Unidos, empieza a cosechar resultados de altos quilates: no solamente las dunas gen\u00f3micas est\u00e1n llenas de oasis, bajo la forma de secuencias de ADN con funciones poco conocidas a\u00fan, sino que el brasile\u00f1o se ubica a la vanguardia de los m\u00e9todos de mapeo.<\/p>\n
Los hallazgos est\u00e1n rindi\u00e9ndole a este recifense de 32 a\u00f1os art\u00edculos en publicaciones de alto impacto, como\u00a0Science<\/em> y\u00a0Nature<\/em>. El primero lleg\u00f3 bajo la forma de un peque\u00f1o informe en\u00a0Science,<\/em> el 17 de octubre del a\u00f1o pasado, intitulado “Barredura de los desiertos g\u00e9nicos humanos en busca de amplificadores de larga distancia”. El pr\u00f3ximo manuscrito lo han aceptado para su publicaci\u00f3n en una revista de primera l\u00ednea, pero se encuentra a\u00fan sin fecha definida para ello. Por ahora, los nuevos resultados solamente se presentaron en encuentros cient\u00edficos, como el 50\u00b0 Congreso Brasile\u00f1o de Gen\u00e9tica, realizado en Florian\u00f3polis entre los d\u00edas 7 y 10 de septiembre. Entre uno y otro, la investigaci\u00f3n del laboratorio de Edward Rubin, donde N\u00f3brega trabaja, fue objeto de noticias en la propia\u00a0Science<\/em> en junio, y en\u00a0Nature Reviews Genetics,<\/em> en diciembre del a\u00f1o pasado.<\/p>\n Los descubrimientos del grupo son tan intrigantes como el t\u00e9rmino\u00a0enhancers,<\/em> o amplificadores, en una traducci\u00f3n aproximada. Los\u00a0enhancers<\/em> son secuencias de ADN que modulan la expresi\u00f3n de los genes en la c\u00e9lula, y favorecen la producci\u00f3n de las prote\u00ednas por ellos especificadas. Se supon\u00eda hasta ahora que ese g\u00e9nero de elemento regulador se ubicase siempre cerca de los genes propiamente dichos, es decir, de sus m\u00f3dulos as\u00ed llamados codificantes (los exones, que especifican el tipo y el orden de los amino\u00e1cidos que compondr\u00e1n la prote\u00edna correspondiente), o al menos de los no codificantes (intrones). Sin embargo, el trabajo de gen\u00f3mica comparativa del equipo de Rubin y N\u00f3brega ha demostrado que esos moduladores pueden estar parad\u00f3jicamente a centenas de miles de pares de bases de aquello que modulan \u2013\u00a0en medio de desiertos g\u00e9nicos.<\/p>\n “Por usar una met\u00e1fora: imag\u00ednese que los elementos regulatorios de un gen sean equivalentes al interruptor de una l\u00e1mpara”, explic\u00f3 N\u00f3brega durante el curso que dio en el congreso de Florian\u00f3polis, que llen\u00f3 el sal\u00f3n Flores del\u00a0resort<\/em> Cost\u00e3o do Santinho. “Normalmente usted pensar\u00eda que el interruptor de la l\u00e1mpara de su cuarto est\u00e1 en el cuarto, \u00bfno es cierto? Lo que nosotros demostramos ahora es que es posible que ese interruptor est\u00e9 en el garaje de una casa de la manzana contigua.”<\/p>\n N\u00f3brega estudi\u00f3 medicina en la Universidad Federal de Pernambuco (UFPE), donde ingres\u00f3 a los 16 a\u00f1os, pues se alfabetiz\u00f3 a los 4. “Mi mam\u00e1 puso a sus hijos temprano en la escuela para librarse de nosotros”, comenta. En una familia en que todos son ingenieros, incluso su hermano gemelo, \u00e9l fue el \u00fanico que se aventur\u00f3 en la medicina y en la investigaci\u00f3n. Comenz\u00f3 como pasante en un laboratorio de la UFPE, investigando fisiolog\u00eda (hipertensi\u00f3n) durante tres a\u00f1os con Ana Maria Cabral, y antes incluso de graduarse fue al laboratorio de Allen Cowley, de la Universidad de Wisconsin con sede en Milwaukee, Estados Unidos, pues quer\u00eda “exponerse a hacer investigaci\u00f3n m\u00e1s seria a\u00fan”. Para ello interrumpi\u00f3 el estudio formal por seis meses a mitad de camino, pero despu\u00e9s regres\u00f3 a Recife para concluir la carrera de medicina. En 1995, a los 23, lo admitieron para hacer el doctorado en Wisconsin.<\/p>\n Con el Proyecto Genoma Humano acerc\u00e1ndose a su conclusi\u00f3n, dej\u00f3 a un lado la hipertensi\u00f3n y se aboc\u00f3 a estudiar biolog\u00eda molecular con Howard Jacob, a quien Wisconsin sacara poco antes de Harvard a peso de oro. Un vez que concluy\u00f3 el doctorado, busc\u00f3 un laboratorio que trabajase con genes y enfermedades, y para ello le golpe\u00f3 la puerta a Eddy Rubin. Pese a cierta incompatibilidad de estilos de vida \u2013\u00a0el jefe es fan\u00e1tico del surf y habla con los pupilos sin perderle el rastro a un servicio californiano online sobre el\u00a0swell,<\/em> o intensidad de las olas \u2013, N\u00f3brega acept\u00f3 en el acto una misi\u00f3n que parec\u00eda destinada al fracaso; de esto hace tres a\u00f1os: iniciar una l\u00ednea de gen\u00f3mica comparativa para escudri\u00f1ar los desiertos.<\/p>\n Cuando se refiere a los desiertos g\u00e9nicos, N\u00f3brega evoca ese 25% \u00f3 30% del genoma humano que compone regiones interg\u00e9nicas con m\u00e1s de 500 mil pares de bases (o kb, la medida est\u00e1ndar de la gen\u00f3mica). Estas regiones interg\u00e9nicas hab\u00edan sido calificadas como desiertos e incluidas con varios tipos de secuencias repetitivas en el ADN basura, as\u00ed llamado debido a que no participa directamente en lo que se consideraba que era la funci\u00f3n por excelencia del ADN: especificar amino\u00e1cidos.<\/p>\n El valor del ADN basura se torn\u00f3 a\u00fan m\u00e1s sobresaliente cuando el alineamiento de las secuencias de los genomas del hombre y del rat\u00f3n revel\u00f3 entre los desiertos g\u00e9nicos centenas de tramos con al menos 200 pares de bases id\u00e9nticos, o casi id\u00e9nticos. Ese trabajo de b\u00fasqueda en masa de secuencias no codificantes ultraconservadas sali\u00f3 publicado el 28 de mayo de este a\u00f1o en\u00a0Science,<\/em> por David Haussler, de la Universidad de California con sede en Santa Cruz (UCSC), Estados Unidos. Con todo, una de las primeras las hab\u00eda descubierto el equipo de Rubin.<\/p>\n Ya se sabe que hay alrededor de 1.250.000 regiones evolutivamente conservadas, con una extensi\u00f3n de al menos cien pares de bases y un 70% de coincidencia entre los genomas del hombre y del rat\u00f3n. El 80% de \u00e9stas se sit\u00faa en regiones no codificantes (no exones) y un 58% en el espacio interg\u00e9nico (no ex\u00f3n y no intr\u00f3n). El hecho de que estas secuencias de ADN se encuentren tan conservadas luego de m\u00e1s de 70 millones de a\u00f1os de divergencia evolutiva entre primates y roedores hace suponer que las mismas tengan efectivamente alguna funci\u00f3n. Pero el problema era descubrir cu\u00e1l era. N\u00f3brega le acept\u00f3 a Rubin hacerse cargo de eso cuando se mud\u00f3 de Wisconsin a California.<\/p>\n Una de las especialidades del laboratorio de Rubin en el Lawrence Berkeley es producir ratones gen\u00e9ticamente modificados, y N\u00f3brega sac\u00f3 partido de ello. All\u00ed se injertan 500 \u00f3vulos de roedor por d\u00eda con ADN, lo que redunda en un promedio diario de entre 15 y 20 animales con modificaci\u00f3n gen\u00e9tica exitosa. El grupo escogi\u00f3 nueve secuencias des\u00e9rticas para las pruebas destinadas a descubrir si ten\u00edan alguna funci\u00f3n desconocida. Todas estaban presentes en regiones gen\u00f3micas \u00e1ridas que flanqueaban a un gen importante en el desarrollo embrionario: el DACH, que tiene 430 kb de extensi\u00f3n y sus vecinos son desiertos de 1.330 kb y 830 kb. La prueba propiamente dicha consisti\u00f3 en confeccionar ratones con una copia de cada una de esas secuencias acoplada a un gen de bacteria que, cuando se activa, hace que la c\u00e9lula completa que lo activ\u00f3 se ti\u00f1a de azul.<\/p>\n Analizando los fetos de los roedores transg\u00e9nicos, N\u00f3brega observ\u00f3 que siete de las nueve secuencias escogidas participaban de alguna manera en el desarrollo embrionario, pues varios \u00f3rganos y estructuras \u2013\u00a0como lo son partes del sistema nervioso, los ojos y la m\u00e9dula espinal, exactamente los tejidos donde el gen DACH suele estar activo \u2013\u00a0quedaron azules. De acuerdo con el investigador del nordeste de Brasil, las lecciones de este trabajo \u00a0\u2013\u00a0publicado en\u00a0Science<\/em> en octubre de 2003 \u2013\u00a0fueron dos: “Una: que desiertos g\u00e9nicos no contienen genes, pero pueden contener secuencias que son cr\u00edticas para las funciones de genes ubicados en la vecindad; y dos: que elementos reguladores de genes pueden estar a distancias incre\u00edbles del mismo, mucho m\u00e1s grandes de lo que antes se imaginaba”.<\/p>\n Sin embargo, siete \u00e1reas des\u00e9rticas con funci\u00f3n comprobada son casi nada ante m\u00e1s de un mill\u00f3n de secuencias ultraconservadas entre humanos y ratones. Partiendo de la presunci\u00f3n de que la mayor\u00eda quiz\u00e1 no tenga una funci\u00f3n importante, es decir, que corresponder\u00eda efectivamente alg\u00fan tipo de basura, el grupo fue en busca de un filtro capaz de discriminar aquellos tramos con mayores probabilidades de desempe\u00f1ar alguna funci\u00f3n. El paso siguiente se dio con la ayuda de un pariente vertebrado a\u00fan m\u00e1s lejano del hombre: un pez, m\u00e1s precisamente un tipo de pez globo venerado en la cocina japonesa:\u00a0Fugu rubripes<\/em> , del cual nos separamos hace 450 millones de a\u00f1os. Su genoma hab\u00eda sido poco antes publicado. En lugar de compartir m\u00e1s de un mill\u00f3n de secuencias con el pez globo, compartimos solamente 40 mil regiones conservadas, un 56% en exones y solamente un 36% en espacios interg\u00e9nicos.<\/p>\n Para N\u00f3brega, esto significa que estas secuencias probablemente est\u00e9n implicadas en lo m\u00e1s b\u00e1sico que existe en el plano corporal de todos los vertebrados, no importa si son \u00e9stos terrestres, alados o acu\u00e1ticos. Si se alteran debido a una mutaci\u00f3n, probablemente hacen que el individuo mutado se vuelva inviable. Esto acarrea la inmediata remoci\u00f3n de aquella variante delpool<\/em> gen\u00e9tico, permitiendo as\u00ed la conservaci\u00f3n de aquellos tramos cruciales de ADN, incluso fuera de los genes, por casi 500 millones de a\u00f1os. En s\u00edntesis: ten\u00edan consigo una probable y excelente gu\u00eda para descartar desiertos conservados de menor inter\u00e9s sugeridos en profusi\u00f3n por la simple comparaci\u00f3n entre hombre y rat\u00f3n. Pero antes era necesario probar qu\u00e9 secuencias mantenidas por 70 millones de a\u00f1os eran de hecho menos esenciales que las de 450 millones de a\u00f1os.<\/p>\n Estos fueron los experimentos que present\u00f3 N\u00f3brega en su curso en el Congreso Brasile\u00f1o de Gen\u00e9tica hace un mes, cuyos resultados se publicar\u00e1n en breve en una revista de primera l\u00ednea. Un total de 15 secuencias des\u00e9rticas conservadas del rat\u00f3n al hombre, no as\u00ed desde el pez globo, fueron objeto de pruebas con ratones, y solamente una de \u00e9stas revel\u00f3 su funci\u00f3n \u2013\u00a0una proporci\u00f3n mucho menor que las 7 del total de 9 vecinas del gen DACH. “\u00bfY los otros 14 tramos?”, pregunta el brasile\u00f1o. “No tenemos idea acerca de qu\u00e9 pueden ser y qu\u00e9 actividad tienen, si es que tienen alguna actividad.”<\/p>\n Pero el grupo del Lawrence Berkeley decidi\u00f3 ir m\u00e1s all\u00e1, pues no se exclu\u00eda la posibilidad de que la ausencia de actividad de las secuencias seleccionadas fuese una creaci\u00f3n del dise\u00f1o experimental, es decir, del tipo de funci\u00f3n que el m\u00e9todo empleado con el gen DACH ten\u00eda capacidad de revelar. Para ello, N\u00f3brega ech\u00f3 mano de aquello que denomina ensayo de fuerza bruta: pura y simplemente remueve algunas de esas secuencias del genoma de los ratones para ver qu\u00e9 sucede. Y efectivamente, es fuerza bruta: arrancaron as\u00ed nom\u00e1s dos desiertos enteros, uno con 1,5 millones de bases, y otro con 800 mil, solamente para ver el da\u00f1o causado y descubrir posibles funciones. Nada sucedi\u00f3.<\/p>\n “Arquitectamos las mayores deleciones ya efectuadas en ratones”, coment\u00f3 N\u00f3brega en su curso. “Sorprendentemente, no solamente los ratones con las delecciones que hicimos fueron viables, sino que ellos crecieron, se reprodujeron y no desarrollaron ninguna anormalidad aparentemente. Es decir, parece que lo que arrancamos equivale efectivamente a un pedazo del genoma menos importante, o de m\u00ednima, menos cr\u00edtico que otros”. No siquiera se observ\u00f3 alg\u00fan tipo de inestabilidad cromos\u00f3mica, aunque en uno de los casos se delecion\u00f3 casi el 10% del cromosoma del animal.<\/p>\n No fue en vano que este trabajo, aun antes de su publicaci\u00f3n, llam\u00f3 la atenci\u00f3n deScience<\/em> . En el art\u00edculo publicado el 11 de junio, el genetista Jim Hudson, de la empresa Open Biosystems, de Alabama, Estados Unidos, declar\u00f3 abiertamente su incredulidad: “Nocautear dos megabases y no obtener efecto es algo notable”. M\u00e1s esc\u00e9ptico todav\u00eda se mostr\u00f3 Arend Sidow, de la Universidad Stanford: “No puede ser verdad”. Ambos afirmaron a la revista norteamericana que probablemente las regiones delecionadas cumplen funciones que los ensayos no fueron capaces de detectar.<\/p>\n N\u00f3brega no descarta dicha hip\u00f3tesis, pero sostiene que el resultado no es tan absurdo si se lo observa a la luz de descubrimientos recientes sobre la ocurrencia en seres humanos normales de deleciones espont\u00e1neas y agregados enormes de ADN, tambi\u00e9n del orden de entre 100 mil a 2 millones de bases. “Todo empieza a encajarse y a cobrar sentido”, dice. Los trabajos fueron publicados por Jonathan Sebat y sus colaboradores en\u00a0Science<\/em> de 23 de julio, y por John Iafrate y sus colegas en\u00a0Nature Genetics<\/em> del mes pasado. Aparentemente, esas alteraciones se asocian a la variaci\u00f3n fenot\u00edpica entre individuos, es decir, representan una fuente antes insospechable \u2013\u00a0una m\u00e1s \u2013\u00a0de aquello que lo genetistas denominan polimorfismos.<\/p>\n “Comienza ahora una nueva carrera para ver qui\u00e9n logra \u2013\u00a0en forma m\u00e1s completa, r\u00e1pida y barata \u2013\u00a0escanear el mayor n\u00famero posible de genomas en busca de esas variaciones a gran escala”, resume N\u00f3brega. “Por suerte para m\u00ed, yo ya ven\u00eda pensando en esto desde hace alg\u00fan tiempo, por eso creo que empec\u00e9 antes que los otros”. El investigador brasile\u00f1o dice que su pr\u00f3xima meta ser\u00e1 combinar la gen\u00f3mica comparativa con la ingenier\u00eda gen\u00e9tica para dise\u00f1ar un mapa de variaciones naturales en la arquitectura del genoma, por medio de deleciones a gran escala, y de su impacto en la biolog\u00eda y la fisiopatogenia de los organismos. “Todo el genoma es ahora un blanco para buscar secuencias funcionales.”<\/p>\n Este trabajo est\u00e1 dando frutos sorprendentes, con miras al entendimiento de la complejidad del genoma. Primero se descubre que hay varios oasis en medio de los desiertos g\u00e9nicos. Luego, que no todo aquello que parece serlo es un oasis efectivamente; es decir, algunos desiertos son tan desiertos que pueden producir espejismos \u2013\u00a0cuando el investigador se limita a comparar cromosomas humanos con los de los ratones.<\/p>\n La fuerza bruta que N\u00f3brega emple\u00f3 con los roedores, al menos le ha permitido sugerir una soluci\u00f3n parcial a la cuesti\u00f3n planteada por su jefe en Science: \u00bfel genoma ser\u00eda una novela descartable, de la cual se pueden arrancar cien p\u00e1ginas sin ning\u00fan problema, o ser\u00e1 como una obra de Ernest Hemingway, donde la trama se deshace si tan solo una p\u00e1gina se pierde? Una respuesta a la brasile\u00f1a: “Parece efectivamente que el genoma es una novela de la red Globo, y no un\u00a0C\u00f3digo Da Vinci<\/em> “.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Desarrollan un m\u00e9todo para detectar secuencias funcionales de ADN en medio de inmensidades desprovistas de genes","protected":false},"author":187,"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":[502],"class_list":["post-78577","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\/78577","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\/187"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=78577"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/78577\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=78577"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=78577"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=78577"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=78577"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}