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Descubren que el llamado ADN "basura" cumple funciones cruciales
Encode, una colaboración de 440 investigadores de tres continentes, devela en 37 artículos abarrotados de hallazgos uno de los grandes enigmas de la biología
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NUEVA YORK.- Entre los muchos misterios de la biología humana, están las razones que hacen que algunas enfermedades, como la diabetes, la hipertensión y los desórdenes psiquiátricos, sean tan difíciles de predecir y, muchas veces, de tratar. Un rompecabezas igualmente difícil de resolver es por qué un individuo sufre enfermedades como el cáncer o la depresión, mientras que su hermano gemelo está perfectamente sano.
Ahora los científicos descubrieron una pista crucial para develar esos enigmas. El genoma humano está equipado con al menos cuatro millones de "interruptores" genéticos situados en fragmentos de ADN que antes eran considerados "basura", pero que han resultado tener un papel clave en el control del modo en que se comportan las células, los órganos y otros tejidos. El descubrimiento, considerado un gran paso para la ciencia, tiene enormes repercusiones para la salud humana, porque muchas enfermedades complejas parecen originarse en pequeños cambios en cientos de esos "interruptores" genéticos.
El hallazgo es fruto de un inmenso proyecto federal, que involucra a 440 científicos de 32 laboratorios de todo el mundo. Mientras revolvían en esa "basura" -fragmentos de ADN que en realidad no son genes que contengan instrucciones para las proteínas-, descubrieron que no era basura en absoluto. Al menos un 80 por ciento de ese material está activo y es necesario.
El resultado es una hoja de ruta de gran parte de ese ADN, que consigna qué función cumple y cómo lo hace. Un sistema de "interruptores" actúa como los dimmers de las luces; controla los genes que se usan en una célula y cuándo usarlos, y determina, por ejemplo, si una célula se convierte en hepatocito o en neurona.
Los descubrimientos tienen utilidad inmediata para comprender el modo en que las alteraciones en las partes no genéticas del ADN contribuyen al desarrollo de enfermedades humanas. También pueden ayudar a explicar cómo el medio ambiente puede incidir en el riesgo para ciertas enfermedades. En el caso de los gemelos idénticos, ínfimos cambios en su exposición al entorno pueden activar esos "interruptores", razón por la cual un gemelo se enferma y el otro no.
Hoja de ruta
"Es como Google Maps", dijo Eric Lander, presidente del Instituto Broad, de la Universidad de Harvard y del MIT. Estos nuevos resultados "son un recurso asombroso", dijo Lander, que no participó de los recientes descubrimientos, pero que fue líder del Proyecto Genoma Humano. Los descubrimientos fueron publicados ayer en seis artículos científicos de la revista Nature y en otros 24 publicados en Genome Research y Genome Biology. Además, el Journal of Biological Chemistry publicará seis artículos, y Science , uno más.El ADN humano es "mucho más activo de lo que pensábamos y pasan cosas que nunca imaginamos", dijo Ewan Birney, del Laboratorio de Biología Molecular europeo, uno de los líderes del proyecto.
En uno de los artículos de Nature, los investigadores conectan los "interruptores" genéticos con una serie de enfermedades humanas -la esclerosis múltiple, el lupus, la artritis reumatoide, la enfermedad de Crohn, la celiaquía- y hasta con ciertos rasgos físicos, como la altura. Pero esos cambios estaban en la "basura", se solía hablar de ellos como "materia oscura" -no eran cambios genéticos- y no se sabía bien para qué servían.
"Son textos científicos muy relevantes", dijo Mark A. Rubin, investigador de la Escuela de Medicina Weill Cornell, que no formó parte del proyecto Encode. Respecto del cáncer de próstata, por ejemplo, su grupo encontró mutaciones en genes importantes que no son fácilmente atacables con drogas. Pero al mostrar qué regiones de la materia oscura los controlan, Encode ofrece otra vía para llegar a ellos: atacando los switches que los controlan.
También existe una especie de sistema de cableado del ADN que es inconcebiblemente intrincado. "Es como abrir el tablero de la luz y encontrar una pelota de cables", dijo Mark Gerstein, investigador de Encode en Yale.
También existe otra "pelota": la compleja estructura tridimensional del ADN. El ADN humano es una larga ristra -alrededor de tres metros de ADN apelotonados dentro del microscópico núcleo de las células- que sólo cabe porque está enrollado sobre sí mismo. Los investigadores descubrieron que pequeños fragmentos de materia oscura de ADN suelen estar cerca de los genes que deben controlar. En el pasado, cuando analizaban sólo el ADN desenrollado, las regiones que controlan parecían estar muy lejos de los genes sobre los que actúan.
Encode comenzó en 2003. Antes, dijo John Stamatoyannopoulos, de la Universidad de Washington, "si alguien hubiera dicho que la mitad del genoma, o tal vez más, contenía instrucciones para activar o desactivar los genes, nadie le habría creído".ß
al mostrar qué regiones de la materia oscura controlan esos genes, Encode ofrece otra vía para llegar a ellos: atacando los interruptores que los controlan.
También existe una especie de sistema de cableado del ADN que es inconcebiblemente intrincado.
"Es como abrir el tablero de la luz y encontrar una pelota de cables", dijo Mark Gerstein, investigador del proyecto Encode de la Universidad de Yale. También existe otra especie de pelota: la compleja estructura tridimensional del ADN. El ADN humano es una larga ristra -alrededor de tres metros de ADN apelotonados dentro del microscópico núcleo de las células- que sólo cabe porque está enrollado sobre sí mismo. Los investigadores descubrieron que pequeños fragmentos de materia oscura de ADN suelen estar cerca de los genes que deben controlar. En el pasado, cuando analizaban sólo la longitud del ADN desenrollado, las regiones que controlan parecían estar muy lejos de los genes sobre los que actúan.
El proyecto Encode comenzó en 2003. Antes, dijo John Stamatoyannopoulos, científico de la Universidad de Washington que formó parte del proyecto, "si alguien hubiera dicho que la mitad del genoma, o tal vez más, contenía instrucciones para activar o desactivar los genes, nadie le habría creído".
(Traducción de Jaime Arrambide)
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