Desguazando el ADN

Como si de mecánicos de coches se tratara, los genetistas, que en lugar de grasientos monos de trabajo visten impolutas batas blancas en sus laboratorios, estudian fragmentos de ADN, sustituyen piezas en mal estado, o modifican las características de los seres sobre los que investigan para darles funciones que antes no tenían. Se podría decir que los “ajustan” a las necesidades que se busca satisfacer. Los recientes avances que han permitido crear cromosomas sintéticos en levaduras, han motivado la última Zientziateka de la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU. El profesor del departamento de Genética, Antropología Física y Fisiología Animal en la Facultad de Medicina de la UPV/EHU, José Antonio Rodríguez, desarrolló el pasado miércoles una conferencia en la que repasó los avances que han llevado a la síntesis del primer cromosoma de levadura y los retos que se plantean para el futuro.

Tras una disertación llena de analogías del mundo del automóvil, con la que logró despertar la curiosidad del público, los asistentes insistieron, en el turno de preguntas, en las implicaciones de tales descubrimientos en aspectos como los alimentos transgénicos, la selección genética en humanos, o la creación de seres vivos completamente artificiales. En este sentido, el científico tranquilizó a los espectadores porque “es un largo camino. Ahora estamos escribiendo frases en un cuadernillo de caligrafía, intentado no salirnos de las líneas. Crear organismos completos sería como escribir el Quijote, así que queda mucho por crear”, aseguró.

José Antonio Rodríguez comenzó su charla hablando del genoma, que definió como un conjunto de instrucciones que indican a la célula como tiene que comportarse para funcionar correctamente, y que están representadas por cuatro letras, A-C-G-T, que en realidad se refieren a la adenina, citosina, guanina y timina, bases que se encuentran en las moléculas que se unen para formar la famosa hélice del ADN.

Si es fascinante aquello que hasta hoy se ha investigado sobre el ADN, en 1996 por ejemplo, ya se había descifrado el genoma de la levadura, y en 2001, los 3.000 millones de bases que forman el ADN humano, probablemente es aún más llamativo lo que desconocemos.

Según Rodríguez, hay 3 cuestiones, aún por descubrir, que son especialmente importantes y que planteó en forma de pregunta. Cuál es la función de gran parte del genoma, si hay un genoma mínimo para un organismo, y cuál es la función de muchos de los genes.

El científico aclaró que sólo entre el 1 y el 2% de nuestros 3.000 millones de pares de bases forman genes, el resto no. Se preguntó cuánto genoma podemos quitar a la levadura para que siga siendo viable y en cuanto a las funciones de los genes, especuló con la posibilidad de que además de las asignadas, tengan otras que desconocemos.

Un ratón normal (a la derecha) y otro (a la izquierda) al que se le ha quitado el gen que regula la producción de miostatina, un inbibidor del desarrollo muscular.

Según el profesor Rodríguez, modificando el genoma aprendemos como funciona. “Una de las formas que tenemos que saber como funcionan el genoma es introducirle cambios, y así sabemos que hace o que no. Es como quitar el pedal de freno de un coche. Si luego lo pruebas es probable que tengas un accidente porque no puedes frenar. Así sabemos que ese elemento servía para frenar. Para eso usamos unas técnicas llamadas recombinación homóloga y tijeras moleculares. El problema es que quitar gen a gen no aporta suficiente información. A veces quitar el pedal de freno del coche no sirve porque, si sabes como funciona un coche, se puede tirar también del freno de mano. Lo mismo ocurre con los genes. A veces se quieta uno, y no pasa nada. Eso quiere decir que hay genes redundantes, que hacen las mismas funciones o parecidas a los que hemos quitado”.

Similitudes y diferencias

El trabajo con levaduras es importante porque aunque pueda sonar extraño, es relativamente parecida a los humanos. La conocida como levadura de la cerveza, pero también del pan o el vino, Saccharomyces cerevisiae, se ha convertido en un organismo de estudio común en el laboratorio con el fin de mejorar los procesos de panificación y de producción de bebidas alcohólicas.

La secuenciación completa del genoma de Saccharomyces cerevisiae -concretamente, de la cepa de laboratorio S288C- se finalizó en 1996, tras cuatro años de un proyecto liderado por la Unión Europea y la participación de más de cien laboratorios de todo el mundo. Fue el primer organismo eucariota en ser secuenciado y actualmente es el genoma eucariota mejor conocido, según el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC).

Y esa es precisamente nuestra mayor similitud, y no es poca. Ambos somos eucariotas, es decir, tenemos células con núcleo, mientras que las bacterias no.

A pesar de las similitudes, entre nosotros también hay grandes diferencias. Por ejemplo, frente a los 3.000 millones de pares de bases humanas, la levadura tan sólo tiene 12 millones y el avance científico que ha levantado tanta expectación en realidad “sólo” ha supuesto sustituir el cromosoma 3 de los 16 que tiene, por un conjunto ordenado de genoma sintético. “Calculan que terminar el 97% restante del genoma de la levadura les levará 4 años”, afirma Rodríguez.

Aún así, se han introducido 500 cambios en las 50.000 bases que han sido sustituidas, manteniendo la viabilidad del organismo, eliminando elementos desestabilizantes, e introduciendo flexibilidad genética, de manera que en el futuro puedan introducir varios cambios a la vez.

Entre los beneficios prácticos de estos avances, el conferenciante señaló la producción de medicamentos. En concreto se refirió a la insulina que usan los diabéticos, que hoy por hoy no tiene un genoma sintético, sino que se fabrica mediante técnicas de ADN recombinante en bacterias o levaduras, pero que podría ser fabricada sintéticamente en el futuro.

El profesor del departamento de Genética, Antropología Física y Fisiología Animal en la Facultad de Medicina de la UPV/EHU, José Antonio Rodríguez, en un laboratorio universitario.