“Hace cinco años que conocemos la secuencia del genoma humano, pero su complejidad es enorme”

 

 Ciencia

AGOSTO 2008

 

 

Las claves del genoma de los mamíferos

Un equipo del Instituto de Oncología de la Universidad de Oviedo ha participado en la secuenciación del genoma del ornitorrinco, el mamífero más alejado del hombre. Se trata de un proyecto llevado a cabo por un Consorcio Internacional formado por investigadores procedentes de 8 países, que a través de la comparación con distintas especies trata de conocer mejor el genoma humano. Este equipo asturiano está formado por los investigadores Carlos López Otín, Xosé Antón Suárez Puente, Gonzalo Rodríguez Ordóñez y Víctor Quesada. Entre los cuatro explican en qué ha consistido esta experiencia.  Texto: José Manuel López

De izquierda a derecha: Xose Antón Suárez, Carlos López Otín, Gonzalo Rodríguez y Víctor Quesada

-¿En qué ha consistido este proyecto?
-Este proyecto se enmarca dentro de uno de los objetivos más importantes que tiene la biología actual, que es tratar de explicar las características moleculares y funcionales de los organismos a través del análisis y la comparación de sus genomas.
Durante los últimos cinco o seis años se ha completado la secuencia de los genomas de la especie humana y de algunos mamíferos como ratones, ratas y chimpancés. El análisis de estos genomas ha permitido aumentar nuestro conocimiento acerca de los genes implicados en distintos procesos biológicos y enfermedades. Sin embargo, el alto grado de identidades entre ellos dificulta la identificación de los elementos que regulan la expresión génica. Por esta razón es necesario investigar organismos más alejados evolutivamente, como el ornitorrinco.

 

 

 

 

“Genes o genomas muy semejantes pueden expresar su información de forma diferente, en función de cómo estén regulados”

 

-¿Por qué para conocer mejor el genoma humano necesitamos estudiar el de otras especies?
-Hace cinco años que conocemos la secuencia del genoma humano, pero su complejidad es enorme: son tres mil millones de letras seguidas, y hay que saber dónde están los genes, las secuencias que regulan esos genes, etc. Para eso la mejor herramienta de que disponemos es la bioinformática, que nos permite comparar ese genoma con el de otros organismos ya secuenciados, desde el chimpancé por cercanía, hasta el ornitorrinco por lejanía; pasando por ratones y ratas, o incluso el pollo o la mosca. Por ejemplo, si se buscan diferencias entre los genomas de mamíferos que tienen cuernos y los que no los tienen, se puede ver que en estos últimos han desaparecido series de genes. De lo que se puede deducir que posiblemente participen en la formación de los cuernos.

-Es decir, que intentáis ver qué diferencias genómicas son responsables de las diferencias biológicas.
-Efectivamente. Y del mismo modo se puede aplicar a la enfermedad. Por ejemplo, los primates no humanos, como el chimpancé o el gorila, tienen menos cáncer que los humanos. ¿Eso a qué se debe? ¿A factores genéticos, ambientales, o a la combinación de ambos? Comparando genomas podremos identificar una serie de diferencias que nos hacen más susceptibles al cáncer que a ellos.
Fundamentalmente, nosotros estudiamos procesos como el cáncer y el envejecimiento. Y para comprender esos procesos biológicos o patológicos tan extraordinariamente complicados, no nos ha quedado más remedio que acudir al análisis global de los genomas. Por eso estudiamos la evolución humana y tratamos de situarla en el contexto de otras especies próximas. Este trabajo forma parte de una estrategia global que aspira a entender la vida y la enfermedad humanas a través del estudio molecular.

-¿Cómo se llevó a cabo la investigación sobre el genoma del ornitorrinco y qué parte desarrollasteis en la Universidad de Oviedo?
-La primera fase fue en Estados Unidos, donde se realizó la secuenciación del genoma. Allí tienen máquinas secuenciadoras muy costosas, de las que aquí carecemos. Después ellos nos proporcionan la secuencia de ADN “cruda”. Son más de dos mil millones de pares de bases, prácticamente un DVD lleno de cuatro letras que son A, C, G, T (bases del ADN). Esto se depositó en una base de datos y luego asignaron tareas a los distintos grupos que estamos dentro del Consorcio. La nuestra, específicamente, fue estudiar el degradoma o conjunto de todos los genes de proteasas, que suponen algo más del 2% del genoma: más de setecientos genes. Nuestro análisis consistió en estudiar, una por una, cada una de las setecientas proteasas del ornitorrinco, y compararlas con las que ya conocíamos de humano, de rata, de ratón y de chimpancé para identificar cambios en estos genes que explicasen algunas de las diferencias fisiológicas entre estos mamíferos.

-¿Qué primeras conclusiones se han sacado de este estudio?
-Lo más espectacular fue encontrar que habían desaparecido los genes implicados en la digestión gástrica. Son unos genes conservados no sólo en los mamíferos, sino también en peces, pájaros o reptiles. Y sin embargo en el ornitorrinco no están, lo que se relaciona perfectamente con la ausencia de un estómago funcional. Además, encontramos otras diferencias. Por ejemplo, hay dos genes que se sabe que están implicados en la formación del esmalte dental y en el ornitorrinco no existen, están borrados de su genoma. Efectivamente, el ornitorrinco adulto no tiene dientes.
(...)


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