Hombre y rat¨®n comparten el 99% de sus genes

Cuando los dinosaurios estaban a punto de extinguirse, a finales del periodo cret¨¢cico, los ratones y los humanos eran la misma cosa, un mam¨ªfero primitivo bastante parecido a un roedor actual. Los dos linajes se separaron hace 75 millones de a?os, y mientras uno sufr¨ªa pocas modificaciones y daba lugar a los actuales ratones, el otro dio origen a los primates, a los hom¨ªnidos y finalmente a nuestra especie. Pero, seg¨²n los datos conocidos ahora, hizo todo eso sin necesidad de inventar novedosas estrategias gen¨¦ticas. Los ratones y los humanos -y probablemente todos los dem¨¢s mam¨ªferos- se construyen con (casi) la misma bater¨ªa de unos 30.000 genes.

?sta es s¨®lo una de las conclusiones del monumental trabajo que presenta hoy en Nature el Consorcio para la Secuenciaci¨®n del Genoma del Rat¨®n, que agrupa a m¨¢s de 200 cient¨ªficos de 12 pa¨ªses, coordinados por los centros de investigaci¨®n gen¨®mica de la Universidad de Washington en Saint Louis, el Instituto Whitehead del Massachussets Institute of Technology (ambos en Estados Unidos) y el Instituto Sanger de Cambridge (Reino Unido), financiado por la fundaci¨®n no lucrativa brit¨¢nica Wellcome Trust. Es un proyecto enteramente p¨²blico, y los datos ya son accesibles y gratuitos para cualquier investigador.

Los ratones y los humanos se construyen con casi la misma bater¨ªa de 30.000 genes

De hecho, los cient¨ªficos de todo el mundo no han tenido que esperar hasta hoy para utilizar esos datos, ya que el consorcio los ha ido haciendo p¨²blicos en sus webs a medida que los obten¨ªa. En los ¨²ltimos seis meses, el Instituto Sanger de Cambridge ha atendido seis millones de consultas de secuencias de humano y rat¨®n. Los mayores dividendos cient¨ªficos se obtienen de la comparaci¨®n de ambas.

El genoma del rat¨®n mide 2.500 millones de bases (unidades del ADN), algo menos de las 2.900 que mide el humano. El consorcio ha descrito el orden exacto (secuencia) del 95% de esas bases. S¨®lo una peque?a fracci¨®n del genoma son genes, segmentos de ADN cuya secuencia contienen la informaci¨®n para fabricar una prote¨ªna (v¨¦ase gr¨¢fico). Encontrar los genes en el pajar del genoma es lo que se llama anotaci¨®n, y constituye un intrincado problema inform¨¢tico.

La anotaci¨®n del genoma humano presentada el a?o pasado era imperfecta. Los genes est¨¢n distribuidos en peque?os segmentos (exones) separados por largos tramos de ADN sin sentido, y no es dif¨ªcil que algunos se les escapen a los programas inform¨¢ticos de rastreo. Pero la posibilidad de comparar los genomas del humano y el rat¨®n ha eliminado gran parte de este problema: por muy rodeados de basura que est¨¦n, los exones saltan a la vista en la comparaci¨®n porque son muy parecidos en ambas especies.

Gracias a esto, y con la ayuda de un nuevo programa de comparaci¨®n de secuencias dise?ado por los ¨²nicos tres cient¨ªficos espa?oles que forman parte del consorcio (v¨¦ase p¨¢gina siguiente), se han podido identificar 1.200 genes humanos previamente inadvertidos, y pulir muchos otros errores de anotaci¨®n. Tras a?adir los nuevos genes y eliminar los falsos positivos, los cient¨ªficos del consorcio, entre los que se incluyen los principales responsables del anterior proyecto genoma humano p¨²blico, se reafirman en la cifra de 30.000 genes humanos que avanzaron el a?o pasado.

Allan Bradley, del Instituto Sanger, comenta en Nature: "Aunque las diferencias anat¨®micas entre el rat¨®n y el ser humano son espectaculares, no suelen reflejar m¨¢s que alteraciones en la forma y el tama?o. El an¨¢lisis detallado de los ¨®rganos, los tejidos y las c¨¦lulas revela muchas similitudes, que se extienden a los sistemas org¨¢nicos completos, las funciones fisiol¨®gicas, la reproducci¨®n, el comportamiento y las enfermedades".

Bradley cita un ejemplo bien estudiado: los ratones con mutaciones en un gen llamado p53 muestran una propensi¨®n al c¨¢ncer muy similar, si no id¨¦ntica, a la que sufren los humanos con mutaciones en el mismo gen. Las esperanzas de encontrar un f¨¢rmaco que pueda eliminar esa propensi¨®n se ven multiplicadas por toda la bater¨ªa de experimentos que se pueden hacer en el rat¨®n (y no en el humano): inactivar el gen, repararlo, modificarlo en el tubo de ensayo y reintroducirlo en el animal, averiguar d¨®nde y cu¨¢ndo est¨¢ activo, probar mol¨¦culas que bloqueen su efecto, examinar qu¨¦ otros genes pueden compensarlo y muchas m¨¢s.

El descubrimiento de que casi todos los genes humanos tienen un equivalente en el rat¨®n permitir¨¢ dise?ar estrategias experimentales parecidas para casi todos los genes implicados en alguna enfermedad humana, o en cualquier proceso biol¨®gico de inter¨¦s en nuestra especie. Viene a ser como multiplicar p53 por 30.000.

Uno de los trabajos presentados hoy en Nature por equipos de Nueva York, Marsella, Friburgo y Berl¨ªn ilustra otra de las posibilidades abiertas por la gran proximidad gen¨®mica entre humanos y ratones. La trisom¨ªa 21 (la presencia de tres cromosomas 21 en cada c¨¦lula de una persona, en lugar de los dos normales) est¨¢ asociada al s¨ªndrome de Down, la principal causa gen¨¦tica de retraso mental. El cromosoma 21 contiene 238 genes, lo que dificulta enormemente la investigaci¨®n de este s¨ªndrome. ?Cu¨¢les de estos genes son responsables del s¨ªndrome y c¨®mo lo producen?

Cuando se tiene un gen y no se sabe nada de ¨¦l, algunas de las mejores pistas vienen de averiguar d¨®nde y cu¨¢ndo se activa. Obtener esa informaci¨®n es penoso en humanos, pero pura rutina en ratones, de modo que los investigadores han tomado los equivalentes en el roedor de los 238 genes del cromosoma 21 humano y han mirado d¨®nde y cu¨¢ndo se activan. Como el s¨ªndrome de Down causa anomal¨ªas craneofaciales y malformaciones cerebrales, se han centrado en los genes que se expresan en el cerebro y el cr¨¢neo durante los periodos cr¨ªticos del desarrollo, y ya tienen varios genes altamente sospechosos.