Los cient¨ªficos aprenden la ¡®gram¨¢tica¡¯ de los genes

En cada c¨¦lula de un individuo, b¨¢sicamente, hay los mismos genes. Sin embargo, diferentes combinaciones de genes se activan o no en unas u otras c¨¦lulas y as¨ª se generan ¨®rganos y funciones en cada uno de ellos. Una vez conocido el c¨®digo gen¨¦tico y secuenciado el genoma, es decir, descritos los genes en las letras qu¨ªmicas que los forman, los cient¨ªficos est¨¢n aprendiendo ahora las reglas de control, la gram¨¢tica del ADN. Al dominar esos mecanismos esperan poder utilizar las reglas del funcionamiento gen¨¦tico para desarrollar terapias activando (o desactivando) a voluntad los genes clave en tejidos espec¨ªficos. Una estrategia similar debe servir en la medicina regenerativa: la puesta en marcha de determinados genes servir¨ªa para reparar y generar tejidos da?ados.

Una clave est¨¢ en unos fragmentos de ADN denominados potenciadores, que son como reguladores de los genes al indicarles cu¨¢ndo encenderse y cuando apagarse. Es m¨¢s, unos cient¨ªficos, liderados por Nadav Ahituv, bi¨®logo molecular de la Universidad de California en San Francisco, afirman haber descubierto que peque?as alteraciones en determinadas secuencias de ADN de esos potenciadores modifican los niveles de actividad de los genes, de modo que su funcionamiento no es digital (apagado/encendido), sino que hay una regulaci¨®n de m¨¢s/menos.

El equipo de Ahituv se ha centrado en c¨¦lulas de c¨¢ncer de h¨ªgado (humanas y de rat¨®n) para hacer los que ellos denominan un ¡°experimento masivamente paralelo¡± explorando los distintos papeles que juegan combinaciones espec¨ªficas de potenciadores en la activaci¨®n de los genes. En concreto, han trabajado con 5.000 potenciadores. Su investigaci¨®n supone un avance significativo en la comprensi¨®n de la integraci¨®n de la informaci¨®n y el proceso de toma de decisiones que se produce en las regiones de ADN que controlan la activaci¨®n de los genes.

Los genes llevan la informaci¨®n gen¨¦tica para producir prote¨ªnas espec¨ªficas, con cometidos concretos, y sorprendi¨® a los cient¨ªficos hace a?os el hecho de que una gran parte del genoma no eran genes como tales. Durante un tiempo se refirieron a ella como ADN basura. Pero ha resultado que ese ADN, lejos de ser basura, contiene elementos fundamentales para el funcionamiento de los propios genes, como los potenciadores. Y estos son tan importantes, recuerdan los cient¨ªficos de La Universidad de California, que se conocen ya mutaciones en los mismos implicadas en malformaciones de las extremidades o en patolog¨ªas como la ceguera y otros defectos de nacimiento, adem¨¢s del c¨¢ncer.

Ahituv y sus colegas, que explica sus trabajo en Nature Genetics, han trabajado con esos 5.000 potenciadores (relacionados con factores de transcripci¨®n espec¨ªficos del h¨ªgado) y con ellos han hecho sus experimentos en ratones para ir midiendo la capacidad de cada potenciador para activar genes.

Este sistema de genes que controlan a genes es complementario de otro en el que se est¨¢ trabajando mucho ¨²ltimamente: el epigen¨¦tico. Este consiste en incorporar unas mol¨¦culas (generalmente, grupos metilo) a los genes, que los activan o desactivan. En verdad, es el conjunto de estos dos sistemas en todas sus variantes, el de potenciadores y metilaciones, el que regula la expresi¨®n del sistema gen¨¦tico.

¡°El c¨®digo gen¨¦tico, que se descubri¨® hace medio siglo, especifica c¨®mo con cuatro ¨¢cido nucleicos del ADN, sus letras qu¨ªmicas, est¨¢ escrita en los genes la informaci¨®n para producir una prote¨ªna. La maquinaria celular, al leer la secuencia de ADN del gen, las combinaciones secuenciales de esas letras, de tres en tres, especifica qu¨¦ amino¨¢cidos han de unirse para producir una prote¨ªna concreta¡±, recuerdan los investigadores. Pero la biolog¨ªa molecular ha sido m¨¢s lenta a la hora de desvelar los misterios de los diferentes patrones de activaci¨®n de los genes y en comprender el papel del ADN fuera de los genes.