¿Estamos determinados por los genes?

El nº 198 de Mundo Científico (La Recherche, en edición francesa), octubre de 1998, estuvo dedicado al tema de los “genes”.

En el Editorial se explica porque la dirección de esta revista, desgraciadamente desaparecida del mercado español, consideró oportuno dedicarle a esta cuestión todo un número. Se pregunta hasta que punto el mejor conocimiento de la genética humana servirá para explicar las conductas individuales. Los humanos estamos multideterminados por una gran variedad de factores que empiezan por los genes, pero teniendo en cuenta, a su vez, que la expresión de un gen puede quedar modificada por diversos cambios moleculares;  resultados éstos de sus interacciones con el mundo exterior.

Son, por ahora, pocas las enfermedades donde se perciba una relación causal genética. En la mayoría el sustrato genético global del individuo está sujeto a las distintas situaciones de estrés que se originan a lo largo de la vida del individuo; situación que origina retroacciones complicadas en otros genes aparentemente alejados y convierten al fenómeno estudiado en un embrollo caótico donde pequeños cambios originan grandes transformaciones.

Si además contamos con las dificultades del lenguaje donde las palabras pueden usarse de maneras no legítimas (como el uso del término “heredabilidad”) se verá que los anuncios de nuevos descubrimientos (como el gen de la homosexualidad, o de la “búsqueda de la novedad”) publicados en las revistas científicas y luego magnificados en los medios populares… deja a la cuestión en un limbo muy poco científico.

El editorial desarrolla estas cuestiones y su lectura servirá para encuadrar, de manera general, este tema  que, a pesar de haber pasado diez años desde su publicación, no ha perdido actualidad. 

Cuando gemelos separados se reencuentran.

Gemelos verdaderos criados separadamente, son los que más se parecen.

Por lo de pronto hay que distinguir, tratando esta cuestión, de los “gemelos verdaderos” de los “falsos gemelos”. Los primeros provienen de un mismo óvulo escindido en dos (monozigotos), mientras que los segundos son resultado de dos óvulos fecundados por dos espermatozoides obviamente diferentes (dizigotos).

Los más interesantes, para la ciencia, son los verdaderos que, por diferentes razones, se criaron en hogares separados. En estos casos se puede apreciar que esta clase de gemelos son lo más parecido que conocemos a los “clones humanos” ya que tienen exactamente los mismos genes; más al ser criados en familias distintas se puede decir que la influencia medioambiental común ha quedado reducida en una proporción considerable.

Dada la importancia que en los medios ha tomado la discusión sobre los clones, a partir de la oveja Dolly y demás información sensacionalista sobre la posibilidad de obtener clones humanos, cobra nueva importancia la investigación científica sobre los clones biológicos que nos acompañan desde el principio de los tiempos: los gemelos verdaderos criados en lugares distantes entre sí.

En estos gemelos se observaron coincidencias extraordinarias y algunas muy ajenas a los que se podría suponer que influye la misma dotación genética: reír mucho, no participar de conversaciones polémicas, jamás votar o tener gestos idiosincrásicos, como tocarse la nariz de cierta manera o entrar en el mar andando hacia atrás, etc. etc.

Obviamente muchas semejanzas pueden ser fruto de coincidencias, que estadísticamente se dan más de lo que pensamos, pero sin son muy personales el número se reduce sustancialmente. “Por ejemplo, las “gemelas del collar” tenían la costumbre inconsciente de hacer girar lentamente el collar que llevaban mientras respondían a la persona que les hacía los tests (que por otra parte llevaban más de 50 horas de duración), pero jamás cuando escuchaban. Ambas tenían también tendencia a dar respuestas interminables a las preguntas más simples.” (MC 194, pág. 17 escaneada – gemelos 02- ).

Las investigaciones realizadas en el Centro de Investigación de Minnesota (Universidad de Minnesota), muestran que “los rasgos de carácter de los gemelos verdaderos presentan una correlación media del 25%. Los de hermanos y hermanas no gemelos, una correlación del 11%, y entre personas sin ningún lazo de parentesco, esta correlación es prácticamente cero” (Ibidem). En los EEG las ondas cerebrales de éstos son tremendamente parecidas, a pesar de que los electroencefalogramas suelen ser tan distintivos como las huellas digitales. Y una observación curiosa: “los gemelos verdaderos adultos criados en la misma familia no se parecen más que los que fueron creados separadamente” (ibid. Pág. 18 –gemelos 03- ).

Estas observaciones contribuyen a reducir la importancia que la psicología daba, hasta ahora, al papel del entorno en el desarrollo del niño. Pero ello no obsta a que los gemelos verdaderos sean mucho menos idénticos de lo que los datos anteriores permitan suponer. Por ejemplo uno puede ser heterosexual y el otro homosexual; como todos los humanos los gemelos verdaderos separados también están afectados por sus historias personales. A pesar de sus igualdades éstos continúan respondiendo diferentemente a muchos puntos de nuestro cuestionario, y consideramos que estas diferencias sólo son la punta del iceberg. “El “yo”, a diferencia de las células, jamás puede clonarse” (ibidem)

Se calcula que de los genes que componen el genoma individual las tres cuartas partes son iguales en todos los humanos (genes monomorfos), lo que deja a la cuarta parte restante (genes polimorfos) la responsabilidad de la individuación genética. Dados los intercambios que se producen en el momento de la concepción las probabilidades de que dos personas reciban la misma colección de genes es casi imposible, con la sola excepción ya señalada de los gemelos verdaderos (un caso entre trescientos).

La cuestión del patrimonio genético individual es compleja. Algunos rasgos son determinados únicamente por un gen, el caso del grupo sanguíneo, otros resultan de la influencia de varios, son los llamados caracteres genéticos aditivos. Y además hay otros rasgos, no aditivos, que resultan de combinaciones de genes que a la manera de un número de teléfono, las mismas cifras pueden ser usadas para comunicarse con diferentes personas según el orden en que se encuentren. La posibilidad de encontrar un gen que corresponda a un rasgo de carácter (el gen del alcoholismo, de la psicosis maníaco-depresiva, etc.) no resiste un análisis profundo.

Pero el tema está lejos de ser invulnerable a nuevos estudios. En 1989 diversos estudios concluían que la “religiosidad y ciertas convicciones políticas” no tienen influencia genética. Ahora bien en nuestros gemelos estudiados los mismos valores y el mismo interés religioso son dos veces más frecuentes que en los falsos gemelos criados por separado. Como esta relación también se da en otros rasgos como la artesanía creativa, y las artes, la cuestión sigue abierta.

Un tema sobre todo resulta espinoso: la inteligencia. Ha habido mucha discusión alrededor de este asunto que toca de cerca otras cuestiones como el racismo o el eugenismo. Algunos psicólogos, como León J. Kamin concluyeron hace más de veinte años que no hay ningún rastro de heredabilidad en los CI. Pero en nuestros estudios es justamente éste el más heredado de todos los rasgos. ¿Cómo es posible que se pueda afirmar lo último en una cuestión tan “sensible”? Thomas J. Bouchard Jr., el autor de este artículo, considera que el estudio con los gemelos tanto verdaderos como falsos, educados en el mismo hogar o criados en sitios diferentes, es bastante fiable como para probar que nuestros genes nos condicionan tanto como el entorno. Incluso en estudios sobre adopción, en Francia, donde se ha demostrado que la condición socioeconómica influye en el CI infantil, se ha observado que esta influencia tiende a borrarse completamente en la edad adulta en los gemelos investigados.

En el caso concreto de la inteligencia algunos trabajos consideran que la inteligencia es heredable entre un 60 y 70%; aunque algunos psicólogos sostienen lo contrario, opinando que es el medio el factor más importante se observará que aquellos adultos sin lazo de parentesco que han convivido en el mismo hogar mantienen entre sí la misma distancia en CI que con otras personas ajenas, extrañas al núcleo familiar.

Pero de esto no puede afirmarse que los genes determinan directamente el comportamiento. Lo que parece más probable es que una personalidad sea más susceptible a una u otra influencia. Dado que los individuos se construyen su vida tomando del medio las posibilidades que éste le ofrece “elegirán evolucionar dentro de un conjunto que corresponda a su genotipo” (ibid. Pág.39 –gemelos 04- )

Obviamente el medio puede imponer severas restricciones al desarrollo, y en ese caso un niño con CI alto, como patrimonio genético, no se manifestará adecuadamente en el adulto que se convierta. Los estudios con gemelos, hasta el momento, no versan sobre individuos sometidos a condiciones extremas por lo que poco podemos decir de estas situaciones y sus consecuencias.

El autor participa de lo que afirmó el genetista Nicholas G. Martin, en 1986, “Los individuos son organismos exploradores. Sus capacidades y predisposiciones innatas les ayudan a seleccionar lo que es apropiado y adaptativo dentro del conjunto de posibilidades y estímulos que les ofrece el entorno. No obstante, la influencia de la movilidad y del estudio aumenta más que borra los efectos del genotipo sobre el comportamiento.” (Ibid, pág.20 –gemelos 05- ).

Un efecto muy enigmático en los estudios de adopción y de gemelos es la constatación de que el peso de los factores genéticos aumenta en el transcurso de la vida del individuo. Ello significa que a mayor edad, en lo que respecta a las funciones cognitivas, se registra un peso menor de los factores ambientales. Algo que a primera vista resulta paradójico. Esto es lo que ha verificado Robert Plomin, del Instituto de Psiquiatría de Londres y sus colaboradores norteamericanos y suecos (como se puede leer en la pág. Escaneada nº 20 –gemelos 05 (recuadro)-)

Los deslizamientos progresivos de una ecuación

¿Cuándo puede calcularse la parte genética y la del entorno?

El autor, Jacques Fromeut –periodista científico-, somete a dura crítica a la disciplina que recibe el nombre de “Genética cuantitativa”. Esta rama de la Genética busca determinar la proporción en que un rasgo, característica o enfermedad de un individuo está determino genéticamente. Hay casos donde su aplicación es precisa y útil, sin embargo a medida que aumenta la complejidad de la enfermedad o rasgo, los supuestos de que se parten para asignar números a las variables en juego pueden llegar a hacer los resultados poco confiables.

Así analiza el caso de la preedición de la mucoviscidosis (donde si se obtienen resultados razonables), la enfermedad cardiovascular y la obesidad (con conclusiones mucho más discutibles).

Los cuantitativistas intentan perfeccionar sus cálculos utilizando herramientas estadísticas sofisticadas pero el problema clave radica en donde trazar la linea divisoria para convertir un continuo en fenómeno discreto y medible. El autor concluye que “hay que rendirse a la evidencia: no se conoce el número de variables que hay que tener en cuenta, y tampoco se sabe como ponderar las variables que se quiere conocer. Parece evidente que, para este tipo de problemas la ecuación de base de la genética cuantitativa presenta, sobre todo, el interés paradójico de demostrar la imposibilidad de establecer una relación mensurable entre genes y entorno” (M.Científico nº 194, octubre 1998, pág. 35).

Genoma humano y levadura

Fecha : Viernes 26 de Abril de 1996, 17:55

De    : Carlos Hermida, 2:348/603@fidonet

Tema  : Genoma humano

DESCUBREN UNA SORPRENDENTE SIMLITUD ENTRE EL GENOMA HUMANO Y EL DE LA LEVADURA

Gracias a una iniciativa europea sin precedentes, varios equipos científicos consiguieron descifrar por vez primera la secuencia completa del genoma de un organismo complejo, la levadura. Este logro científico fue anunciado por la Comisión Europea. Los científicos detectaron sorprendentes similitudes entre el genoma de este organismo vivo y el humano. Este logro abre adem s nuevos horizontes para el tratamiento de varias enfermedades humanas, entre ellas varios tipos de cáncer.

La Comisión puso a disposición de toda la comunidad científica el 24-9-96 el conjunto de datos de los trabajos, que, según declaró, "abren nuevos caminos a la investigación sobre la salud humana".  Cerca de cien laboratorios europeos participaron en la compleja investigación junto con equipos de científicos de Estados Unidos, Canadá y Japón. La parte principal de la financiación corrió a cargo de la Comisión Europea.

Entre los organismos complejos vivos denominados "eucariotas" (plantas, animales, hombres), la levadura -hongo utilizado desde hace milenios en la elaboración de pan, cerveza y queso es el primero cuyo programa genético o Genoma ha sido enteramente descifrado o "secuenciado".  Su genoma, compuesto de 12,O6 millones de bases o letras del alfabeto genético del ADN (ácido desoxirribonucléico), representa unos 6.OOO genes, de los que más de la mitad presentan semejanzas con los genes humanos. Este extraordinario aspecto humano de la levadura, genéticamente más cercana al hombre que a las plantas, abre nuevas perspectivas para el tratamiento de enfermedades como el cáncer de cólon, de mama y de ovario, la mucoviscidosis, la miopatía de Duchenne, la enfermedad de Hutington o el enanismo inarmonioso denominado médicamente "acondroplasia".

FUENTE: AGENCIA AFP. París

¿Un gen del lenguaje?

To: HISPANIA@LISTSERV.REDIRIS.ES

Date: Thu, 15 Aug 2002 10:10:34 +0200

Subject: [HISP] El gen del habla

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Del ABC de hoy:

Descubierto el gen responsable de la capacidad de hablar del ser humano

J. M. N.

Una pequeña mutación del gen FOXP2 ocurrida hace unos 200.000 años y exclusiva de nuestra especie es la responsable de la capacidad de hablar del ser humano. Un equipo de científicos de Alemania y Gran Bretaña hace público hoy el descubrimiento, en un artículo que publica la revista Nature.

MADRID. Entre todos los misterios con que se enfrenta la Ciencia, el del origen del habla en los seres humanos es, quizá, uno de los más acuciantes. El hombre es, en efecto, la única criatura sobre la faz de la tierra capaz de comunicarse a través del habla, ese conjunto de sonidos que, según un esquema mental bien definido, se transforma en la serie de símbolos articulados y organizados que conocemos como lenguaje. Un equipo multidisciplinar, formado por científicos de Alemania y Gran Bretaña, publica hoy en la revista Nature un estudio según el cual los humanos somos capaces de hablar gracias a la sutil modificación de un gen, el FOXP2, situado en el cromosoma 7, que los miembros de nuestra especie no comparten con ninguna otra del reino animal.

El equipo, integrado por Svante Paabo y Wolfgang Enard, del Instituto Max Planck de antropología evolutiva de Leipzig y sus colegas del Wellcome Trust Center for Human Genetics de la Universidad de Oxford ha centrado sus esfuerzos en verificar si el FOXP2, implicado en la capacidad humana para «producir» palabras, existe también en los animales, sobre todo en los primates. El resultado de la investigación demuestra que, a pesar de su antiguedad (el gen FOXP2, que regula algunos movimientos del rostro y de las mandíbulas, está presente también en ratones y otros mamíferos desde hace millones de años), la variación que nos hace «diferentes» permitiéndonos hablar es una característica única de nuestra propia especie, que debió de producirse aproximadamente hace unos 200.000 años, fecha de la aparición del hombre moderno.

Descubierto hace un año

Enard, sin embargo, ha afirmado que sería exagerado atribuir a ese único gen nuestra capacidad para el lenguaje, un complicado proceso mental que requiere, sin duda, el concurso de otros muchos genes. Pero sí parece estar implicado en las características mandibulares y faciales que permiten el habla.

El FOXP2 fue descubierto en 2001 por otro equipo de biólogos, encabezado por Cecilia S.L. Lai y Simon E. Fisher, mientras estudiaban los misteriosos problemas de habla compartidos por una familia completa. Los investigadores se dieron cuenta de que todos los miembros de esa familia compartían un leve defecto en el FOXP2, que modificaba un sólo aminoácido en la cadena de la proteína para la que codifica el gen. Eso era suficiente para ocasionar un grave problema lingüístico a todos los «portadores» del gen defectuoso. Los síntomas, además de una dificultad en la pronunciación clara de las palabras y una alteración en la capacidad de articular el lenguaje y la expresión facial, incluían también el cometer graves incorrecciones gramaticales.

Existe, pues, por lo menos un gen relacionado con nuestra capacidad para hablar. Un gen exclusivo de nuestra especie y que contribuye a una de las características más propias y exclusivas del ser humano.

El camino hacia el lenguaje

El paleoantropólogo Juan Luis Arsuaga, co-director de los yacimientos de Atapuerca, es también autor de varios trabajos sobre el origen del habla en los seres humanos. «Nosotros -afirma el científico español- estudiamos la maquinaria fisiológica que hace posible el habla y la audición. Y lo hacemos a partir de los restos fósiles de que disponemos. Fijándonos en la estructura de los aparatos fonador y auditivo, podemos determinar qué tipo de sonidos podían emitir y qué frecuencias podían escuchar nuestros antepasados».

Arsuaga y su equipo han descrito qué tipo de modificaciones ha tenido que sufrir, durante los dos últimos millones de años, nuestro aparato fonador para ser capaz de emitir los sonidos actuales: «modificaciones que, en términos evolutivos, presentan serios inconvenientes. Por ejemplo, al alargarse la faringe, aumentan las dificultades al tragar y las posibilidfades de atragantarse Pero valía la pena el cambio: el conjunto de esas modificaciones hizo posible la aparición del lenguaje articulado. El gen FOXP2 no es más que otra de esas modificaciones». Para Arsuaga, «un apàrato fonador como el nuestro aparece sólo con nuestra especie, aunque los fósiles del género homo anteriores a nosotros, sin llegar a tener un aparato fonador como el nuestro, tampoco lo tenían como el de los chimpancés. Era un estadio intermedio».

--José R. Morala Español@Internet http://www3.unileon.es/dp/dfh/jmr/

----------------------------------------------------Los artículos de HISPANIA son distribuidos gracias al apoyo y colaboración técnica de RedIRIS - Red Académica española - (http://www.rediris.es) ------------------------------------------------------

======== To: HISPANIA@LISTSERV.REDIRIS.ES Date: Thu, 15 Aug 2002 10:20:51 +0200 Subject: [HISP] El gen del lenguaje --------De la Revista de agosto de El País de hoy:

EL GEN DEL LENGUAJE

JAVIER SAMPEDRO

Nadie nace hablando, a Dios gracias. Un recién nacido tampoco tendría gran cosa que decir, por otra parte. Pero el caso es que todos los miembros de nuestra especie -y ningún miembro de otras especies- nacemos con unas redes neuronales especializadas en aprender a hablar. Por eso, tal y como adujo Noam Chomsky, al niño le basta oír unas cuantas frases sueltas e inconexas, sin ningún aprendizaje formal, para deducir un sistema fonético y sintáctico completo, capaz de producir infinitas sentencias nunca antes oídas.

Los humanos y los chimpancés éramos la misma cosa hasta que, hace seis millones de años, nos dividimos por alguna razón en dos especies distintas. Una de ellas (los chimpancés) se quedó más o menos como estaba, mientras que la otra (el precursor de los homínidos) empezó a experimentar una historia evolutiva ramificada, tormentosa, frágil. Nadie sabe en qué momento, o en qué mil momentos, los homínidos adquirieron la capacidad innata del lenguaje, pero debe de haber pocos acontecimientos tan cruciales en nuestra prehistoria biológica.

En octubre pasado, Anthony Monaco y sus colaboradores de la Universidad de Oxford descubrieron un gen cuyas mutaciones destruyen la competencia gramatical sin afectar necesariamente a otras funciones intelectuales. En la familia que analizaron, 15 de 29 miembros, a lo largo de tres generaciones, se mostraban incapaces de distinguir los fonemas dentro de una palabra, de generar inflexiones a partir de una raíz, de comprenderlas si no las habían aprendido previamente de memoria y de producir con naturalidad estructuras sintácticas. Los investigadores pudieron deducir que la responsable de todos esos defectos era una mutación (alteración) de un gen llamado FOXP2. Nadie sabe aún qué hace exactamente ese gen, pero la genética avanza a menudo mediante deducciones abstractas.

El mismo Anthony Monaco, en colaboración con el especialista en la genética de los primates Svante Pääbo, del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva, en Leipzig (Alemania), presenta hoy en Nature un análisis comparativo del gen FOXP2 en distintos humanos, otros primates y otros mamíferos. El gen FOXP2, según revelan estos datos, existe en todos los mamíferos. Mejor dicho, no sólo existe, sino que es casi idéntico en todos ellos. Esto no es lo que uno esperaría de un 'gen del lenguaje', dicho así sin más matices. Pero el anterior casi contiene detalles muy relevantes.

FOXP2 ha resultado ser uno de los genes más estables a lo largo de la evolución que se conocen. Un gen no es más que un texto que contiene la información para fabricar una proteína (cada tres letras del gen significan una unidad de la proteína, llamada aminoácido). Las proteínas son largas cadenas de aminoácidos. La proteína significada por el gen FOXP2 es una cadena de 715 aminoácidos. Pues bien, el gen humano y el del ratón sólo difieren en tres de esos 715 aminoácidos, una diferencia asombrosamente escasa. Más aún: de esas tres diferencias, una es común al ratón y a tres de nuestros primos: el chimpancé, el gorila y el macaco rhesus. Las otras dos, por tanto, son específicas de nuestra especie.

Quizá la sorpresa se aprecie mejor mirando los datos de esta forma: los ratones y los humanos éramos la misma cosa hace 130 millones de años, en pleno periodo Jurásico. El gen FOXP2 es tan estable que, durante esos 130 millones de años, sólo ha sufrido un cambio de aminoácido. Y sin embargo, en algún momento de la evolución humana más reciente (tal vez sólo hace unos 100.000 años, sugieren los autores), ha sufrido dos cambios adicionales.

La fecha 'hace unos 100.000 años' que acabo de mencionar es de una extraordinaria relevancia, porque nuestra especie tiene más o menos esa edad. Antes de esa fecha había neandertales, Homo erectus y otros homínidos primitivos. Fue más o menos hace 100.000 años cuando los humanos modernos aparecieron en África, la colonizaron, salieron de ella y se esparcieron por todo el mundo, desplazando a los anteriores homínidos y dejando por primera vez pruebas arqueológicas de la invención evolutiva de la creatividad y de una inteligencia de corte moderno, plenamente formada. ¿Demasiada casualidad?

No creo que haya un solo científico que piense que la especie humana actual se formó gracias a una mutación crucial en un solo gen. Pero es obvio que FOXP2 será investigado desde todos los ángulos imaginables en los próximos años. Se trata de un gen especializado en regular a otros genes, y nadie podrá resistirse a tirar de ese hilo de Ariadna.

--José R. Morala Español@Internet 

http://www3.unileon.es/dp/dfh/jmr/

Caenorhabditis elegans

NOTICIAS DE LA CIENCIA Y LA TECNOLOGIA

Vol. I, No. 142

Miércoles, 16 de Abril de 2003

NUEVA TECNICA PARA MOSTRAR LOS GENES DE UN ANIMAL: Científicos del 

Dana-Farber Cancer Institute han utilizado una poderosa metodología para 

mostrarnos la más clara imagen hasta la fecha de todos los genes de un 

animal, en este caso del gusano microscópico llamado Caenorhabditis 

elegans. La misma técnica podría utilizarse con el genoma humano.

El estudio tenía como objetivo localizar e identificar de forma precisa 

todos los genes, aproximadamente 19.000, que se ha predicho deben existir 

en el genoma del C. elegans.

Hace un par de años se declaró como finalizado el primer borrador del 

genoma humano, un enorme paso adelante para averiguar cómo funcionan 

nuestras células. Pero lo cierto es que la imagen de esta “lista de piezas” 

se nos muestra un tanto borrosa. Se han usado programas de ordenador para 

predecir la posición y estructura de los genes. Sin embargo, aún no sabemos 

dónde empiezan y acaban la mayoría de ellos, existiendo literalmente miles 

de huecos en nuestra imagen de cómo se hallan dispuestos los elementos que 

forman los genes. Ante esta situación, decir que el genoma humano posee 

30.000 genes sólo puede considerarse una estimación muy aproximada.

Tener una visión mucho más clara del genoma es crucial para conseguir 

futuros avances en la lucha contra el cáncer y otras enfermedades. Uno de 

los objetivos de la investigación del cáncer, por ejemplo, es descubrir el 

grupo completo de proteínas que se hallan implicadas, directa o 

indirectamente. Pero para saber lo que hacen y cómo lo hacen, es necesario 

generar muestras puras de estas proteínas. Y dado que los genes contienen 

las instrucciones para producir proteínas, es vital conocer exactamente qué 

dicen, dónde están y cómo obtenerlas.

El actual mapa del genoma humano nos proporciona una visión incompleta de 

la organización interna de los genes. De los 30.000 genes mencionados, sólo 

se han definido bien unos 5.000. Las estructuras de otros 25.000 deben ser 

aún confirmadas, y quizá existen genes no descubiertos en largas secciones 

de cromosomas que siguen siendo “terra incógnita”.

Marc Vidal, uno de los científicos del Dana-Farber Cancer Institute que 

participan en las investigaciones, y sus colegas, han desarrollado una 

técnica propia que ha comprobado la fiabilidad del mapa del C. elegans. Se 

examinaron con ella los 19.000 genes pronosticados, y se vio que en un 56 

por ciento de los casos no coincidían completamente con los genes reales 

aislados en su estudio.

Si en el C. elegans, cuyo genoma es más conocido que el humano, serán 

necesarias muchas correcciones, podemos imaginar el trabajo que nos queda 

aún por hacer para entender nuestro propio mapa genético.

Información adicional en:

http://www.dfci.harvard.edu/abo/news/press/040703.asp

+ sobre el cáncer

NOTICIAS DE LA CIENCIA Y LA TECNOLOGIA

Vol. I, No. 141

Miércoles, 9 de Abril de 2003

-NUEVA RUTA HACIA EL CANCER: Unos investigadores han descubierto 

un mecanismo completamente nuevo que genera genes que causan cáncer, al 

estudiar cuidadosamente el motivo por el cual un raro trastorno sanguíneo 

responde a la droga anticancerígena Gleevec.

         El estudio, publicado en el número del 27 de marzo de 2003 de la 

revista New England Journal of Medicine, muestra que Gleevec es usado 

eficazmente para tratar el síndrome hipereosinofílico (SHE), trastorno 

sanguíneo que casi siempre resulta fatal. Según los investigadores, sus 

estudios sugieren que el SHE debe ser reclasificado por la Organización 

Mundial de la Salud, de forma tal que pase a ser considerado como una forma 

de cáncer en lugar de conservar su estatus poco claro de “síndrome”.

         Los autores principales del artículo fueron D. Gary Gilliland, 

investigador del Instituto Médico Howard Hughes, del Hospital Brigham and 

Women’s y de la Facultad de Medicina de Harvard, y Richard Stone, del 

Instituto para el Cáncer Dana-Farber (DFCI, por sus siglas en inglés). 

Comparten la primera autoría del trabajo Jan Cools, estudiante posdoctoral 

del laboratorio de Gilliland, y Daniel DeAngelo, quien también se encuentra 

en el DFCI y es instructor en la Facultad de Medicina de Harvard.

         El SHE es causado por la sobreproliferación de un tipo de células 

sanguíneas blancas llamadas eosinófilos. Los médicos tratan el síndrome con 

una combinación de drogas y quimioterapia, dijo Gilliland, pero a menudo el 

ataque de los eosinófilos daña a los órganos principales y hace que falle 

el corazón o los pulmones, resultando, en última instancia, en la muerte de 

la mayoría de los pacientes.

         Recientemente, sin embargo, comenzaron a surgir en la literatura 

médica pistas de que el trastorno podría responder a Gleevec. “Había un 

informe sobre un único caso en el que un paciente con SHE era tratado con 

Gleevec, y tenía lo que se describía como una respuesta milagrosa”, dijo 

Gilliland. “Este informe anecdótico fue verificado por un grupo de 

investigadores que describieron el tratamiento exitoso en 4 de otros 5 

pacientes con SHE, publicado en The Lancet (diario médico británico) el año 

pasado.

         Gleevec funciona inhibiendo enzimas llamadas tirosinas quinasas. 

Cuando la actividad de las tirosinas quinasas no está regulada -lo que 

puede ocurrir cuando los cromosomas intercambian incorrectamente fragmentos 

de material genético, creando reajustes cromosómicos- puede desarrollarse 

el cáncer.

         Ante los evidentes éxitos publicados en los pequeños estudios de 

casos iniciales, Gilliland, Stone y sus colegas decidieron conducir su 

propio ensayo clínico e intentar realizar un estudio detallado que 

esperaban revelaría el mecanismo subyacente a SHE. Consiguieron ayuda de 

colegas en ocho centros médicos que aportaron 11 pacientes al estudio.

         “Nueve de los once pacientes presentaron respuestas 

extraordinarias y continuas al tratamiento con Gleevec”, dijo Gilliland. La 

eosinofilia simplemente desapareció. En un caso, un paciente con su sistema 

nervioso central seriamente involucrado, que había perdido la función del 

intestino y de la vejiga, se recuperó totalmente. Es sorprendente ver tal 

recuperación debido a una simple píldora que tiene efectos secundarios 

mínimos comparados con la quimioterapia convencional”.

         Según Gilliland, el grupo inicial de pacientes todavía está 

respondiendo a la droga, al igual que pacientes adicionales reclutados 

después de la presentación del artículo del New England Journal of 

Medicine. En un giro interesante, los investigadores encontraron que podían 

tratar exitosamente a pacientes con SHE con dosis de Gleevec que fueran más 

bajas que las utilizadas para tratar a pacientes con leucemia mielógena 

crónica. Gilliland dijo que esto es interesante, en parte, porque Gleevec 

es muy costosa.

         En el laboratorio, el trabajo difícil comenzó cuando Gilliland y 

sus colegas intentaron encontrar una explicación molecular sobre por qué 

los pacientes respondían a la terapia con Gleevec. “No teníamos ninguna 

pista sobre dónde buscar”, dijo Gilliland. “Ésta no es una enfermedad 

hereditaria, de modo que no se pueden usar las mismas estrategias que se 

usarían en el cáncer de mama o de colon. No hay anormalidades cromosómicas 

recurrentes que puedan revelar una causa subyacente”.

         El análisis genético cuidadoso realizado por Cools reveló cierta 

información interesante: su trabajo mostró que una pequeña deleción de ADN 

en una región entre dos genes conocidos podría producir una tirosina 

quinasa que se encuentra esencialmente “activada” en ausencia de una señal 

normal de activación. Parecía que en pacientes con SHE, la ausencia de una 

pequeña cantidad de ADN creaba una fusión entre dos genes, FIP1L1 y PDGFR 

alfa, que activa a PDGFR alfa, que es una tirosina quinasa.

         Los investigadores confirmaron más adelante que Gleevec bloqueaba 

específicamente la actividad de la quinasa desobediente. Hicieron esto al 

analizar los genes de un paciente que desarrolló resistencia a Gleevec 

debido a una mutación adicional en el gen PDGR alpha, así como al analizar 

la acción de la droga en cultivos de células.

         “Un descubrimiento clave de este artículo es este mecanismo 

novedoso para generar un gen de fusión de función aumentada”, dijo 

Gilliland. “Esta fusión FIP1L1-PDGFR alfa resulta en una tirosina quinasa 

activada constitutivamente, y tiene todas las características de una 

tirosina quinasa que causa cáncer”.

         Hasta este momento, dijo Gilliland, las deleciones genéticas 

estaban asociadas a la inactivación de genes supresores tumorales, evento 

que también puede activar cánceres. El descubrimiento de este nuevo 

mecanismo podría hacer que los investigadores revisen si inicia otras 

formas de cánceres.

         “Estas tirosinas quinasas activadas pueden actuar como 

aceleradores para los tumores, como en la leucemia mielógena aguda, 

cánceres de mama y tumores gastrointestinales de células estromales”, dijo 

Gilliland. “Ahora que tenemos un ejemplo donde pequeñas deleciones pueden 

activar a estas quinasas, podríamos encontrar muchos más ejemplos similares 

de tumores sólidos con quinasas activadas”.

         “Tal descubrimiento sería especialmente importante de forma 

terapéutica porque las quinasas son blancos de ataque excelentes para 

drogas. Es posible hacer inhibidores de tipo llave y cerradura muy 

específicos, como Gleevec, que bloquean selectivamente la actividad 

quinasa”, dijo Gilliland.

         A pesar de que la amplia gama de técnicas analíticas estándares 

utilizadas actualmente para detectar anormalidades causantes de cáncer no 

descubrirá tales deleciones, dijo Gilliland, un estudio genético de las 96 

tirosinas quinasas conocidas del genoma humano podría ayudar a identificar 

fácilmente tales deleciones.

         Según Gilliland, el nuevo estudio también sugiere que Gleevec 

podría inhibir otras tirosinas quinasas en algunos pacientes con SHE. A 

pesar de que la mayoría de los pacientes que fueron tratados con éxito 

presentaron la fusión genética característica, cuatro no lo hicieron. La 

localización de las anormalidades genéticas causativas en estos pacientes 

-así como en aquellos pacientes con enfermedades eosinofílicas similares- 

podría proporcionar una nueva comprensión de las bases de los efectos de 

Gleevec, dijo. Gilliland y sus colegas ahora están explorando otras drogas 

inhibidoras de quinasas para anticipar la resistencia a Gleevec que podrían 

desarrollar los pacientes.

         Además de las implicaciones en el tratamiento para los pacientes 

con SHE, agregó Gilliland, los resultados ofrecen una prueba de diagnóstico 

inequívoca para la fusión génica sensible a Gleevec. (HHMI)

Información adicional en:

http://www.hhmi.org/news/gilliland3-esp.html

http://www.hhmi.org/research/investigators/gilliland.html

Importancia de las proteínas

Fecha:·viernes, 06-04-01, 16:57

LA CLAVE DEL HOMBRE ESTÁ EN LAS PROTEÍNAS

            Las investigaciones sobre el ADN humano demuestran que no es más complejo que el de un ratón, por lo que se presume un factor diferencial en el proceso de combinación de proteínas.

 José Mª Andrés (josepmaria@noticias.com) - La organización 'Proyecto del Genoma Humano' y la compañía 'Celera' dieron a conocer ayer los sorprendentes resultados sobre el primer análisis detallado de los datos obtenidos en el mapa del genoma humano. Washington, Tokio, Londres, París y Berlín fueron testimonio de la presentación de los estudios, que también han sido publicados por separado en Nature y Sciencie, respectivamente.

 Ambos estudios se basan en los trabajos que, durante diez años, han realizado estas dos iniciativas independientes, obteniendo el código genético humano, que ya fuera presentado en junio. 'Proyecto del Genoma Humano' es resultado de la colaboración internacional de 20 grupos de científicos de EEUU, Reino Unido, Japón, Francia, Alemania y China. 'Celera' es una compañía privada cuyo proyecto está liderado por el doctor Craig Venter, de Celera Genomics. Las críticas cruzadas sobre la metodología utilizada por una y otra han sido a menudo motivo de polémica.

 En cuanto a los resultados de la investigación, para empezar se constata que el ADN humano tiene sólo unos 30.000 genes, una tercera parte de los que la ciencia se planteaba encontrar en un principio. Sirva como ejemplo de lo ínfimo de esta cifra saber que la mosca del vinagre tiene la mitad o que un ratón tiene prácticamente los mismos. Obviamente, se deduce que la complejidad del ser no está directamente relacionada con el número de genes.

 Y he aquí el gran descubrimiento que parece vislumbrarse para futuras investigaciones. La clave puede estar en los aminoácidos y las proteínas que intervienen en la creación del ADN. Hay 20 aminoácidos diferentes y pueden combinarse de diferentes maneras para crear hasta 250.000 tipos de proteínas. Cabe destacar que para constituir una proteína no se necesita un cierto número de aminoácidos, lo cual posibilita una enorme variedad. Las proteínas posibilitan que los códigos genéticos puedan ser mezclados y aparejados para producir más, lo que multiplica el número de combinaciones. Además, dentro de las células, su actividad es diferente en función de la actividad de estas.

 Lo cierto es que los resultados hechos público ayer desvelan que todavía queda mucho por investigar, desde las funciones de cada gen hasta el análisis del llamado "ADN basura", es decir, una gran cantidad de material genético aparentemente desértico o con información repetida e inconexa cuya misión se desconoce por completo. Un aspecto que parece constatarse es que la mayoría de las variaciones del ADN se producen en los cromosomas Y, lo que significa que los hombres, los únicos que lo poseen, son los responsables gran parte de las mutaciones en la información genética.

 Las investigaciones sobre el genoma humano pueden aportar grandes hallazgos en medicina, permitiendo tratamientos individualizados, más precisos y menos agresivos, para la luchar contra más de 1.500 enfermedades de las que consta tienen una raíz genética: cáncer, diabetes, asma, enfermedades cardiovasculares o psiquiátricas, etc.

 Otro detalle surgido de la investigación es que se confirma que no existen bases genéticas para lo que se describe como razas humanas. "Las personas se diferencian por 2'1 millones de letras genéticas", manifiesta Craig Venter, jefe científico de Celera Genomics Inc. Esto supone que en la práctica somos mucho más parecidos de lo que creemos, hasta el punto que únicamente unos miles de apuntes biológicos diferencian a unas personas de otras.

(de Noticias Intercom - Martes 13 de Febrero de 2001)

Alimentos transgénicos

To: lista
Date: Tue, 14 Jan 2003 02:54:20 -0600
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Y tú ¿qué opinas?

QUÉ ES UN TRANSGÉNICO

Los productos agrícolas (frutas, verduras, flores), al igual que los seres humanos, tienen una cadena genética de ADN (ácido desoxirribonucléico), que contiene sus características físicas, como tamaño, color y forma.

Esta suerte de código orgánico permite insertar en una estructura biológica partículas ajenas (genes) con el objeto de modificar su orden original.

Por ejemplo, un jitomate del trópico al recibir un gen de un pescado del Polo Norte debería resistir las más bajas temperaturas al ser sembrado en un lugar frío.

Los alimentos derivados de estas modificaciones son los llamados "transgénicos", entre los que destacan sobre todo la soya y el maíz.

PROBLEMÁTICA MUNDIAL

Estos y otros alimentos "mejorados" por la ingeniería genética no sólo están en las mesas de los hogares mexicanos; también están, desde 1995, en la mesa de discusión de todo el mundo, literalmente, aderezados con el agrio sabor de la polémica entre quienes impugnan su producción y consumo y aquellos que les encuentran virtudes.

LAS SEMILLAS DE LA IRA

La "primer generación" transgénica, como se le llama en el argot científico de almientos genéticamente modificados, es aquella que tiene resistencia a ciertas plagas.

Es decir, el maíz transgénico de la primer generación resiste de manera natural la agresión de insectos que a la fecha habían sido debastadores, ya que la planta los elimina por sí sola.

Este mecanismo de autodefensa es a través de una proteína que viene de la inserción de una bacteria que se aisla del suelo (de la tierra) y se incluye en el código genético del organismo a modificar.

La segunda etapa de los procesos tecnológicos aplicados a los alimentos, la denominada "segunda generación transgénica", es conocida también como suicida o terminator.

La doctora de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), Amanda Gálvez Mariscal, miembro del Consejo Consultivo de Biodiversidad Mexicano, comenta que en esta etapa, que comienza a ser desarrollada, las semillas genéticamente modificadas habrán de germinar una sola vez. Es así, que en un futuro no tan lejano millones de campesinos tendrían que comprar a las empresas fabricantes cuantas siembras quieran realizar.

Grandes laboratorios agroquímicos, como Dupont, Sirgenta, Monsanto, Dowchemicals y Savia del grupo Pulsar (empresa mexicana), tienen el control de estas semillas y, en consecuencia, estaría en sus manos el destino de la producción agrícola mundial, dice el doctor en fitopatología de la UNAM, Javier Plasencia de la Parra.

Agustín López Munguía, del Centro de Investigación y Estudios Avanzados (Cinvestav) del Instituto Politécnico Nacional, en Irapuato, teme que muy pronto, como resultado de la ingeniería genética, ciertas vacunas y plásticos serán derivados de las plantas, lo que volverá difícil distinguir entre una farmacia y una granja.

De hecho, ya se empieza a denominar como "nutracéuticos" a productos como la lechuga mejorada con vitamina C, las harinas que reducen en un 65 por ciento la posibilidad de contraer cáncer de colon, y el té que disminuye la ansiedad.

El maíz, base de la alimentación nacional desde épocas prehispánicas, actualmente está en el candelero de la discusión internacional por la manipulación que ha sufrido este grano en su estructura genética.

Para la doctora Gálvez Mariscal está comprobado que el maíz transgénico no afecta la salud del ser humano. No obstante, en cuestión de desarrollo de la vida, no existen pruebas de que sea inocuo.

Lo cierto es que hasta ahora no hay conciliación entre los puntos de vista a favor y en contra sobre la producción, distribución y efectos de estos alimentos en el consumidor, ni información en etiquetas en los productos manipulados que se venden en el País.

PROS Y CONTRAS

La ingeniería genética aplicada a los cultivos con fines comerciales data de 1995, cuando en Estados Unidos la empresa Calgene consiguió retardar la maduración de los jitomates. El sabor diferente de estas legumbres, sin embargo, despertó la desconfianza de los consumidores y acabó con el proyecto.

Javier Plasencia de la Parra, doctor en fitopatología de la UNAM, explica que actualmente a la soya se le añade un gen que elimina las hierbas silvestres. La manipulación genética del maíz también lo vuelve resistente a ciertos insectos y herbicidas

Héctor Magallón, coordinador de la campaña de Greenpeace contra estos productos, dice que se ignora si el consumo de estos productos afecta la salud. De hecho, los científicos tratan de comprobar en la actualidad su posible relación con alergias e inmunidad a los antibióticos.

Es por eso que este organismo insiste en la necesidad de informar al mexicano sobre las Tortillas seguras

Como parte de su lucha contra los transgénicos, Greenpeace México lleva a cabo la campaña que incluye la publicación en su página de Internet, www.greenpeace.org.mx, una lista de establecimientos que expenden tortillas elaboradas con maíz natural, alimentos que está ingiriendo, para que pueda decidir si los consume o no.

No obstante, especialistas de la UNAM como López Munguía y Plasencia de la Parra coinciden al asegurar que no afecta a la salud.

"Hemos realizado investigaciones y no hay ningún indicio de que afecte su salud", indica Plasencia de la Parra.

López Munguía afrima que ningún alimento ha sido tan evaluado como los transgénicos. Los detractores de la biotecnología han utilizado de manera muy ligera esta posibilidad.

En México y en otros países se consumen estos alimentos y no se incluye en su etiqueta comercial la advertencia de que han sido manipulados genéticamente, por lo que los organismos ecologistas del mundo exigen su identificación clara a las industrias que los producen.

TRANGÉNICOS EN LA TORTILLA DEL MEXICANO

Greenpeace y la Asociación Mexicana de Estudios para la Defensa del Consumidor (AMEDC), que denunciaron hace poco más de dos años que las tortillas, totopos, y tostadas de las marcas Maseca, Minsa, Milpa Real y la Única contienen maíz transgénico para su venta en México, mientras que sus productos para exportación no manifiestan indicios de este tipo de grano.

El 24 de agosto del 2000 Minsa declaró a Greenpeace que es poco el maíz blanco transgénico que utiliza en sus productos, ya que sólo el 27 por ciento es importado y como hay pocas variedades de maíz blanco, consideran que el riesgo es mínimo.

Maseca, por su parte, envió una carta el mismo mes, donde explicaba que en el contrato con sus proveedores de Estados Unidos existía una cláusula que condicionaba la importación a la compra de maíz no transgénico.

"Pensamos que con esto Maseca quedaba libre de sospechas", explica Magallón, "pero a los tres días nos pidieron la carta de regreso y no nos la quisieron volver a dar".

Para el doctor Octavio Paredes López, del Centro de Investigación y Estudios Avanzados de Irapuato, uno de los propósitos al experimentar con genes en productos agrícolas es hacer más nutritiva la dieta del mexicano, enriqueciendo con proteínas y minerales al maíz y al frijol.

Sin embargo, Greenpeace refuta esta teoría diciendo que esta modificación a los granos no detendrá ni el hambre en el mundo ni la desnutrición.

EXIGENCIAS DE ECOLOGISTAS Y CONSUMIDORES

*Etiquetas en los alimentos con información sobre los ingredientes transgénicos empleados en su elaboración.

*Realización de campañas informativas utilizando los espacios del Estado en radio, televisión y prensa para infomar sobre los transgénicos en México.

*Elaboración de una ley de bioseguridad en México que regule la situación de los transgénicos.

*Regulación de la importación de todo tipo de alimento transgénico.

Obesidad y otras disfunciones

NOTICIAS DE LA CIENCIA Y LA TECNOLOGIA
Vol. I, No. 144
Miércoles, 30 de Abril de 2003

-EL RECEPTOR DE LA OBESIDAD: Científicos del Salk Institute han encontrado
un receptor celular que equilibra la acumulación y la quema de grasas en el
cuerpo. Podría ser un objetivo futuro para tratar la obesidad y el
colesterol, así como otras disfunciones, como la diabetes de tipo II, la
hipertensión, la arteriosclerosis, etc.


El receptor, llamado PPARd, ha sido hallado por el equipo de Ronald M.
Evans. Durante las investigaciones, se comprobó que estimulándolo en
ratones, se agotaban los depósitos de grasa en estos animales, mientras que
los que tenían déficit de este receptor eran propensos a la obesidad.

El PPARd regula el ritmo bajo el cual se queman las grasas acumuladas,
para producir calor o para mantener las funciones celulares normales.
Sabemos desde hace tiempo que las calorías sobrantes son almacenadas en
forma de tejidos grasos para poder ser utilizadas en el futuro. La grasa es
liberada y consumida cuando se necesita energía (como cuando hacemos
ejercicio o temblamos debido al frío). Esta importante función estaría
regulada por el receptor PPARd.

Algunos investigadores opinan que si podemos obtener fármacos que
controlen este receptor, también estaremos controlando cuánta grasa se
almacena en el cuerpo.

Los ratones con el gen PPARd activado pesaron un 20 por ciento menos que
los normales, a pesar de que todos los grupos recibieron la misma cantidad
de comida. Cuando alcanzaron el año de vida, la diferencia de peso se
amplió, hasta un 35 por ciento menos en los ratones con el PPARd
genéticamente activo.

La actividad del PPARd protege a los ratones frente a dietas que
inducirían la obesidad. No son capaces de ganar peso a lo largo de todo un
mes a pesar de ser alimentados con una dieta alta en calorías y grasas. El
tratamiento de los ratones obesos con una molécula que activaba el receptor
PPARd causó una dramática reducción de la grasa en sus tejidos.

El PPARd activa una serie de genes que son necesarios para la combustión
de las grasas, pero no hace lo mismo con los que se encargan de su
formación y almacenamiento.

Información adicional en:
http://www.salk.edu/news/releases/details.php?id=65

Síndrome del envejecimiento prematuro

NOTICIAS DE LA CIENCIA Y LA TECNOLOGIA
Vol. I, No. 144
Miércoles, 30 de Abril de 2003

-LOCALIZADO EL GEN DE LA PROGERIA: El síndrome del envejecimiento
prematuro sigue sin cura, pero un equipo de científicos franceses ha
logrado identificar por fin el gen que produce la enfermedad.

Las jóvenes víctimas de la Progeria de Hutchinson-Gilford envejecen entre
5 y 10 veces más rápido que las personas normales. Localizar el gen
responsable de la disfunción es fundamental para desarrollar terapias y
para localizar a otros individuos que lo poseen.

Nicolas Lévy, de la Faculté de Médecine de la Timone, está esperanzado en
que quizá a partir de este momento se pueda hacer algo más por ayudar a
estas personas. Los investigadores saben ahora qué gen defectuoso deben
estudiar para averiguar qué ocurre en los niños que lo tienen.

La enfermedad es en sí misma muy rara, pues afecta a sólo uno de cada
cuatro a ocho millones de niños, pero sus efectos son muy reconocibles. A
muy temprana edad, su piel envejece, aparece la calvicie, suelen ser
enanos, y tienen una cara y una mandíbula pequeñas en relación a la cabeza.
Además, sufren de otros problemas, típicos de las personas mayores, como
artritis, dislocaciones de cadera, anomalías cardiovasculares y
arteriosclerosis. Su crecimiento mental, sin embargo, es normal. Los
enfermos de progeria viven unos 13 años, y no pueden ser curados.

En estas personas, Lévy y sus colegas han descubierto una mutación en el
gen LMNA, el cual contiene los “planos” para la construcción de dos
proteínas fundamentales, la Lamina A y la Lamina C. Junto con la Lamina B,
estas proteínas se alinean dentro de la membrana que rodea el núcleo de la
célula. Durante la división celular, esta membrana se rompe, permitiendo
que el núcleo se subdivida en dos. A medida que nuevas membranas se forman
alrededor de los dos núcleos resultantes, las laminas retornan a su función
original. Sin embargo, las células que poseen proteínas de lamina
defectuosas, se dividen de forma incorrecta y mueren prematuramente,
impidiendo que los tejidos se regeneren.

Las llamadas laminopatías suelen afectar a un único tipo de tejido. En la
progeria, son varios los tejidos afectados.

Información adicional en:
http://www.eurekalert.org/staticrel.php?view=agingfr

Ataques cardíacos

NOTICIAS DE LA CIENCIA Y LA TECNOLOGIA
Vol. I, No. 137
Miércoles, 12 de Marzo de 2003

-CAUSA GENETICA DE ATAQUES CARDIACOS: Unos investigadores del
Instituto Médico Howard Hughes han descubierto la forma en la que un
trastorno hereditario desencadena ataques al interrumpir el flujo de calcio
en células del músculo cardiaco.


Los investigadores dicen que el descubrimiento podría llevar a un
tratamiento específico para la cardiomiopatía dilatada, trastorno en el que
se agranda el corazón hasta que éste ya no puede bombear sangre de forma
eficiente. Aunque el descubrimiento se llevó a cabo durante la realización
de estudios de una forma hereditaria de ataque cardíaco, los investigadores
sugieren que este defecto molecular podría ayudar a explicar otras formas
de ataques cardíacos.

En un artículo publicado en el número del 28 de febrero de 2003 de
la revista Science, los investigadores del HHMI Christine E. Seidman y
Jonathan G. Seidman y sus colegas demostraron que un defecto en el gen que
codifica para la proteína fosfolambán podría causar la cardiomiopatía
dilatada en seres humanos. Los Seidman colaboraron con científicos de la
Facultad de Medicina de Harvard, del Hospital Brigham and Women’s, en
Boston, de la Universidad de Toronto y de la Universidad de Cincinnati.

Hay dos formas básicas de cardiomiopatías (trastornos que afectan
la capacidad contráctil del corazón). La cardiomiopatía hipertrófica causa
el engrosamiento de la pared ventricular izquierda, reduciendo su capacidad
de bombeo. La cardiomiopatía dilatada involucra el estiramiento del
ventrículo izquierdo, lo que reduce la fuerza de bombeo del corazón. En
cualquiera de los casos, los defectos cardíacos hereditarios causan a
menudo una muerte prematura. Cuando las mutaciones subyacentes, tales como
las observadas en las cardiomiopatías, se suman a una enfermedad arterial
coronaria, los resultados pueden ser desastrosos, dicen los investigadores.

“Antes de que realizáramos nuestro trabajo, se pensaba que la
desregulación del calcio podía estar involucrada en la cardiomiopatía
dilatada, pero se dudaba si esto contribuía a la disfunción del miocito (es
decir, un evento desencadenador) o a una consecuencia secundaria, y eso es
muy diferente”, dijo Seidman.

El músculo cardíaco se activa para contraerse y relajarse mediante
un mecanismo en el cual el calcio se libera desde un depósito (retículo
endoplásmico en la célula muscular, o miocito, y luego es rápidamente
bombeado de regreso al depósito otra vez. Según Seidman, fosfolambán es una
molécula reguladora clave del bombeo necesario para la reincorporación de
calcio.

Mientras estudiaban la maquinaria de regulación del calcio,
Seidman y sus colegas descubrieron que una muestra de personas con
cardiomiopatía dilatada hereditaria (que a menudo resulta ser mortal a los
20 ó 30 años de una persona) presentó una mutación sutil en la secuencia de
ADN del gen para la fosfolambán.

Para explorar si esta mutación podía causar la enfermedad, Joachim
Schmitt, becario del laboratorio de Seidman, creó un ratón transgénico con
el defecto genético correspondiente en fosfolambán. Los análisis del ratón
transgénico mutante fueron facilitados gracias al trabajo previo de la
coautora Evangelia G. Kranias de la Universidad de Cincinnati. Ella había
producido un ratón transgénico que expresaba fosfolambán normal (tipo
salvaje) con estructura y función cardiaca normal y supervivencia excelente.

“La substitución de un solo aminoácido en fosfolambán produjo
cambios profundos en la función cardiaca, causando la muerte prematura de
los ratones con evidencia de paro cardíaco que recuerda lo que observamos
en las familias humanas”, dijo Seidman.

Otros estudios para los que se utilizaron cultivos de células así
como también tejido de personas afectadas revelan en detalle la forma en la
que la fosfolambán anormal interrumpe el bombeo del calcio en células del
músculo cardíaco. Específicamente, los científicos encontraron que la forma
mutante “atrapa” con eficacia a una enzima clave y necesaria para la
función de la proteína fosfolambán normal. La fosfolambán normal se
encuentra en individuos con cardiomiopatía dilatada, dado que posee
generalmente sólo una copia anormal del gen fosfolambán.

Seidman y sus colegas encontraron que los individuos afectados
sufrirían un mal funcionamiento crónico de la regulación del calcio en sus
músculos cardíacos, que llevaría en última instancia al paro cardíaco.

Se sabía que defectos hereditarios en las proteínas musculares
subyacen a la cardiomiopatía dilatada, dijo Seidman. Sin embargo, los
últimos resultados sugieren un segundo mecanismo importante.

“Creemos que estos descubrimientos señalan defectos de este
reciclaje del calcio -que no permiten que el miocito se relaje
completamente-. Pueden llevar a consecuencias profundamente devastadoras”,
dijo. En forma más general, sugiere que puede haber más mecanismos de paro
cardíaco que aún deben ser descubiertos.

“Este descubrimiento proporciona evidencias de que es poco
probable que todos los paros cardíacos ocurran mediante el mismo mecanismo
patogénico”, dijo. “Desdichadamente, existen muchas formas en las que un
corazón puede morir”. Sin embargo, estas distintas etiologías pueden
activar las mismas señales; la desregulación del calcio parece ser una de
las señales importantes que causan la muerte del miocito. Según Seidman,
tales resultados probablemente tengan implicaciones importantes para
tratamientos.

“El tratamiento del paro cardíaco es, hoy en día, relativamente no
específico”, dijo. “El tipo de disección molecular de la causa del paro
cardíaco que hemos hecho nos lleva a preguntarnos si, pudiendo restaurar el
ciclo normal del calcio en este tipo de defecto, podemos prevenir el paro
cardíaco. Esperamos que la respuesta sea afirmativa”.

“Hay piezas de este rompecabezas que están comenzando a juntarse
para cuadrar con un perfil de un grupo de pacientes que pensamos se
beneficiarían mucho con la modulación de la homeostasis de calcio en las
células cardíacas”, dijo Seidman.

Investigaciones adicionales podrían revelar que la presencia de
defectos en el ciclo del calcio podría ser la base de algunas formas de
cardiomiopatía hipertrófica, que se cree son un tipo muy diferente de
deficiencia en el aparato contráctil, dijo Seidman.

Una vía importante de investigación adicional, continuó, será
seguir los efectos de la fosfolambán mutante “en etapas posteriores” en la
maquinaria celular para descubrir la forma en la que ese defecto lleva, en
última instancia, a la muerte del miocito. Ese tipo de búsqueda podría
llevar a blancos de ataque significativos para drogas destinadas al
tratamiento del paro cardíaco en general. “A pesar de que estas
cardiomiopatías hereditarias son trastornos raros, pienso que nos enseñan
mucho sobre la biología del sistema que es relevante a una población más
amplia”, dijo Seidman. (HHMI)

Información adicional en:
http://www.hhmi.org/news/seidman3-esp.html
http://www.hhmi.org/research/investigators/seidman.html

Antrax

NOTICIAS DE LA CIENCIA Y LA TECNOLOGIA
Vol. I, No. 146
Miércoles, 14 de Mayo de 2003

-SECUENCIADO EL GENOMA DEL ANTRAX: El genoma del microbio Bacillus
anthracis, que en 2001 experimentó una cierta popularidad por protagonizar
diversos ataques bioterroristas por vía postal, es a partir de ahora un
organismo mejor conocido.


La inhalación del ántrax es potencialmente mortal, pero sin embargo su
estructura no difiere mucho de una inofensiva bacteria común del suelo. Las
diferencias genéticas bastan para proporcionarle una serie de propiedades
que provocan daños en el organismo humano, de modo que su conocimiento nos
ayudará a encontrar vulnerabilidades que permitan derrotarlo.

Un equipo de investigadores del National Institute of Allergy and
Infectious Diseases (NIAID) y de otras agencias federales, encabezado por
Claire M. Frasery y Timothy Read, ha obtenido la secuencia completa de su
ADN. El B. anthracis posee 5,2 millones de pares de bases, situados en un
único cromosoma.

La secuenciación no hace sino demostrar el rápido ritmo que la genómica
microbiana ha impuesto en el mundo científico. B. anthracis es sólo uno más
de las docenas de importantes patógenos humanos de los que hemos obtenido
la secuencia de su genoma. A medida que surgen más detalles sobre la
estructura genética de estos organismos, crece nuestra habilidad de diseñar
fármacos y vacunas más efectivos para combatirlos.

Comparando el B. anthracis con dos bacterias muy emparentadas, los
científicos han encontrado pocas diferencias entre sus genomas. Entre los
5.000 genes analizados, sólo se han hallado unas 150 diferencias, más o menos.

Los investigadores han encontrado además un grupo de genes que codifican
para proteínas que el B. anthracis podría necesitar para entrar en las
células que invaden. Estos genes podrían ser el objetivo de nuevos fármacos
que ayudarían a impedirlo. A diferencia de sus parientes próximos, posee
genes que le permiten desarrollarse en materia rica en proteínas, como la
que encontramos en los cuerpos de animales en descomposición donde suele
vivir. También tiene una capacidad mejorada de obtener hierro, lo que
podría ayudarle a sobrevivir en su anfitrión.

Información adicional en:
http://www.niaid.nih.gov/newsroom/releases/anthraxgenome.htm

Un gen se "expresa"

Enrico Coen

“El arte de los Genes. Cómo los organismos se construyen a sí mismos.

Traducción de Josep Sarret Grau

Biblioteca Buridán

España

The Art of Genes. How Organisms Make Themselves

Oxford University Press, 1999

Sondeando el interior

(Pág.110)

Empezaré definiendo dos estados de un gen: activo e inactivo. Recuérdese que un gen es un fragmento de ADN que normalmente incluye una región que codifica una proteína. Todas las células de un organismo tienen esen­cialmente el mismo conjunto de genes en su ADN. Para hacer una proteína, la región codificadora de un gen se transcribe primero en unas copias de ARN que son luego traducidas para hacer una proteína de un tipo particu­lar: la información pasa del ADN al ARN a la proteína. En la medida en que este proceso de fabricar ARN y proteínas a partir de un gen está en marcha en una célula, podemos decir que el gen está activo o que se está expresando. Cuando un gen está activo, el ARN y la proteína correspondientes se acu­mulan en la célula. En algunas células, sin embargo, la transcripción de la región codificadora de un gen en ARN puede no tener lugar, de modo que no se producen moléculas de ARN o proteínas a partir de este gen. El gen sigue estando ahí, en el núcleo de la célula, pero en este caso se dice que está inactivo o que no se expresa. El hecho de que un gen esté activo o inactivo en una célula no es una cuestión aleatoria, sino algo perfectamente regulado. En cualquier momento durante el desarrollo de un organismo, un gen puede estar activo en algunas células y ese mismo gen estar inactivo en otras. Puede haber células en una parte del organismo, digamos por ejemplo en el hígado, en las que un gen en particular se esté expresando, y células en otras partes, por ejemplo en el cerebro, en el que este mismo gen no se esté expresando. Podernos referirnos a esta pauta regional de la actividad de los genes como la pauta de expresión del gen. Este es un concepto fundamental al que me referiré muchas veces, así que es importante recordar que la pauta de expresión de un gen se refiere a en qué lugares del organismo este gen está activo o inactivo en un momento dado.

La forma más fácil de determinar si un gen está activo o inactivo en una célula es averiguar si las moléculas de ARN o de proteína derivadas de este gen están presentes en la célula o no. Si el gen está activo, el ARN y la proteína correspondientes tienen que estar presentes en la célula; mientras que si está inactivo, estos productos estarán ausentes. Identificar los productos de un gen concreto es una tarea complicada porque hay decenas de miles de genes en el ADN de cada célula y cada uno de ellos codifica una proteína diferente. ¿Cómo podemos distinguir el ARN o la proteína producidos por un gen concreto de los derivados de todos los demás genes que hay en la célula?

Este problema puede resolverse usando una sonda molecular específica capaz de distinguir los productos de un gen de los de todos los demás; esta sonda proporciona el equivalente a un filtro de luz específico de una cámara, separando una contribución cualquiera de todas las demás. Pueden usarse dos tipos de sondas: las que reconocen unas moléculas particulares de ARN y las que reconocen unas proteínas particulares. Ambas funcionan ajustándose precisamente a la forma de las moléculas de ARN o proteína que hay en la célula. La forma molecular de la sonda es complementaria a la del ARN o proteína que está diseñada para detectar, y por consiguiente solamente se ajusta a su complemento correspondiente, distinguiéndolo así de todos los demás ‑de modo parecido a cómo el príncipe usó un zapato para identificar a Cenicienta. Preparando una muestra de tejido con una sonda en las condiciones adecuadas, la sonda se unirá exclusivamente a aquellas células que contengan el ARN o la proteína que encajen con ella y la complementen. La localización de la sonda puede entonces ponerse de manifiesto porque habrá sido diseñada de modo que sea posible detectarla visualmente vaya donde vaya.

Una sonda proporciona efectivamente una mancha visual muy específica, poniendo de manifiesto a aquellas células que contienen un tipo particular de ARN o proteína. Podemos comparar esto con el hecho de desvelar un mensaje escrito con tinta invisible en un trozo de papel. Tratando el trozo de papel con una sustancia química especial (la sonda) que se una o que reaccione con la tinta invisible, el mensaje se hace visible. La sustancia química ha manchado el papel solamente allí donde estaba la tinta invisible.

Pueden existir varios tipos de tinta invisible, cada uno de los cuales requie­ra una sustancia química diferente que la haga visible. Del mismo modo, cada gen necesita una sonda diferente para detectar el ARN o la proteína que produce. Esto significa que para cada gen se necesita una sonda dife­rente que haga visible su pauta de expresión.

La parte más difícil de todo este procedimiento es preparar la sonda. Una vez que tenemos la sonda capaz de detectar un tipo particular de molécula de ARN o proteína, el resto es coser y cantar: basta mezclar las dos cosas en las condiciones adecuadas. Un avance decisivo en la obtención de sondas se produjo con la técnica de la clonación genética en las décadas de los seten­ta y los ochenta. Una vez que un gen determinado ha sido aislado (el frag­mento específico de ADN que incluye el gen ha sido multiplicado por una bacteria) no es nada difícil preparar una sonda que pueda detectar los pro­ductos en forma de ARN o proteína de dicho gen. No hace falta que nos enredemos en los tecnicismos de cómo se hace esto, pero sólo para evitar que las sondas parezcan algo misterioso diré que de hecho una sonda es algo con lo que ya estamos familiarizados: moléculas de ARN o proteína. Las sondas para detectar ARN son ellas mismas moléculas de ARN (la secuencia de bases en la sonda es complementaria a la del ARN a detectar). Igualmente, las sondas para detectar proteínas son ellas mismas proteínas (se generan inyectando una proteína a un ratón o a un conejo y esperando que el sistema inmunológico del animal produzca un anticuerpo ‑una pro­teína que encaja con la inyectada).

Cáncer de mama y genes

NOTICIAS DE LA CIENCIA Y LA TECNOLOGIA
Vol. I, No. 154
Miércoles, 9 de Julio de 2003


PROGRAMA GENETICO CONDUCE A LA DISEMINACION DEL CANCER DE MAMA:
Unos investigadores han observado el interior de la maquinaria del cáncer de
mama y han identificado un conjunto de genes variables que aceleran la
diseminación del cáncer desde su sitio primario en la mama hasta un lugar
secundario en la médula ósea.


Los genes identificados por los científicos son distintos de los que
producen el tumor inicial, por lo que nos preguntamos si los distintos
cánceres promueven “patrones de expresión genética” únicos que aumentan la
probabilidad de que un cáncer se disemine mediante un proceso llamado
metástasis.

La metástasis ocurre cuando las células de un tumor primario se desprenden e invaden otro órgano. Es la transformación más mortal que puede
experimentar un cáncer y, por lo tanto, los investigadores han estado
buscando los genes específicos que promueven la metástasis. Si pueden
identificar los programas genéticos metastásicos característicos de los
distintos tipos de cánceres, sería posible retrasar o detener la metástasis
atacando las proteínas producidas por esos genes.

En el número de junio de 2003 de la revista Cancer Cell, investigadores
conducidos por el investigador del Instituto Médico Howard Hughes, Joan
Massagué, quien se encuentra en el Centro del Cáncer Memorial
Sloan-Kettering, publicaron un artículo en el que demuestran que la
metástasis ósea del cáncer de mama está mediada por un conjunto específico
de genes. Massagué trabajó en colaboración con colegas del Centro de
Ciencia y Salud de la Universidad de Texas.

“Ha habido una controversia feroz entre dos hipótesis en el campo de la
investigación del cáncer”, dijo Massagué. “Según el punto de vista clásico,
sólo algunas células tumorales adquieren alteraciones que las hacen cada
vez más metastásicas. Y de los millones de células tumorales que entran en
la circulación, el paciente sólo recibe unas pocas células metastásicas”.

“Por el contrario, recientemente se ha obtenido evidencia de que los
tumores primarios que desarrollan metástasis ya poseen un `patrón de
prognosis pobre' que involucra a un grupo de genes cuyo alto nivel de
actividad indica la posibilidad de que haya metástasis”, dijo.

En un intento por distinguir entre estos dos modelos, Massagué y sus
colegas utilizaron una técnica precisa para aislar células específicas a
partir de cultivos de células de un paciente con cáncer de mama que había
muerto debido a metástasis. Los investigadores exploraron si algunos de
estos tipos de células aisladas eran mejores que otros para desarrollar
metástasis ósea -principal sitio de metástasis del cáncer de mama-.

“En efecto, encontramos que algunas de estas células eran más aptas para
desarrollar metástasis ósea cuando se las inyectaba en ratones”, dijo
Massagué. “Y cuando analizamos la expresión génica de estas células,
encontramos un conjunto de genes cuya actividad estaba asociada
específicamente a esa habilidad metastásica”.

Estos genes sobreexpresados permitían que las células tumorales se
dirigieran al hueso, para activar el crecimiento de los vasos sanguíneos y
reclutar células óseas en el proceso metastásico, dijo Massagué. Además,
continuó, los genes de la metástasis ósea eran distintos de los que se
encuentran en las células que realizan metástasis en la glándula suprarrenal.

“También nos planteamos el interrogante de si estos genes de metástasis
ósea se encontraban entre los genes identificados previamente como parte
del `patrón de prognosis pobre', y la respuesta fue cero, que no se
encontraba ninguno”, dijo Massagué.

“Esto significa que el patrón de genes metastásicos define y forma una
sociedad violenta -un gran grupo de células tumorales que pueden
convertirse en células metastásicas-”. Sin embargo, dijo Massagué, el
descubrimiento de estos genes metastásicos no invalida el modelo clásico de
que las células tumorales requieren de mutaciones genéticas adicionales
para desarrollar metástasis.

“Puede que estos genes no sean mediadores de metástasis por sí mismos”,
dijo. “Nuestro descubrimiento es que más allá del patrón génico que crea un
tumor, existe una maquinaria de genes sobreexpresados que la célula
cancerígena necesitará; que serán los mediadores para que la célula
prospere en la médula ósea. Por lo tanto, el patrón de prognosis pobre es
una mala noticia, pero no es suficiente”.

Massagué y sus colegas llevaron a cabo dos tipos de experimentos para
demostrar que los genes relacionados con la metástasis eran, en efecto, los
causantes de provocar la diseminación del cáncer en el hueso. En una serie
de experimentos, diseñaron células poco metastásicas para que
sobreexpresaran distintos genes que los científicos habían identificado
como necesarios para la metástasis ósea. Encontraron que las células en las
cuales la mayoría de los genes estaban sobreexpresados presentaban
metástasis más agresiva en ratones.

En el segundo grupo de experimentos, los investigadores analizaron
cultivos de células de cáncer de mama existentes para determinar cuáles
tenían más genes sobreexpresados de los que ellos habían encontrado que
estaban asociados con la metástasis. Cuando inyectaron esas células en
ratones, los investigadores encontraron que cuantos más genes mutantes
poseían las células, más agresivas eran para generar metástasis.

Massagué dijo que los resultados indican que “básicamente hemos
identificado un proceso Darwiniano de selección. Estas células
sencillamente acumulan `la combinación ganadora' de genes hiperactivos que
les permite prosperar en la médula ósea. Y una vez que las células
tumorales ambulantes pasan a través de la médula ósea, son increíblemente
eficientes para unirse e invadir el hueso”.

Según Massagué, se requerirá de estudios adicionales para averiguar si los distintos grupos de “genes metastásicos” existen en otros tumores metastásicos, incluyendo los cánceres de mama.

A pesar de que la presencia de estas proteínas indicadoras en la sangre de pacientes con cáncer podría dar pistas sobre las identidades específicas de los cánceres, “no puedo estar seguro de que tales análisis tendrán un valor importante en el diagnóstico”, dijo Massagué. “Las tecnologías de procesamiento de imágenes para las metástasis ya son muy eficaces para detectarlas. Sin embargo, algunos de estos factores podrían estar expresados en un nivel tan alto por las micrometástasis que podrían convertirse en una primera forma de diagnóstico”.

“Es mucho más probable que podamos determinar exactamente qué combinación particular de genes impulsa la metástasis en un paciente. Y con ese perfil, podríamos utilizar bloqueadores específicos para atacar y silenciar la cantidad suficiente de estas proteínas para hacer que la `maquinaria metastásica' sea ineficaz, y para atenuar el crecimiento metastásico”. (HHMI)

Información adicional en:
http://www.hhmi.org/news/massague-esp.html
http://www.hhmi.org/research/investigators/massague.html

Proteínas de transporte

NOTICIAS DE LA CIENCIA Y LA TECNOLOGIA
Vol. I, No. 159
Miércoles, 13 de Agosto de 2003

-ESTRUCTURA DE UNA PROTEINA IMPORTANTE: Un trabajo de 12 años ha dado sus
frutos. Los investigadores están desvelando las primeras imágenes
estructurales detalladas de un tipo de proteína que funciona de una forma
generalmente similar a la de la proteína diana del Prozac y del Prilosec,
dos de las drogas más prescritas del mundo.

La proteína pertenece a una clase de moléculas llamadas proteínas de
transporte de membrana, cuyo principal trabajo es el de mover moléculas tan
diversas como nutrientes y neurotransmisores a través de la membrana
celular. Las proteínas de transporte de membrana desempeñan una función tan
vital en la célula que se piensa que la existencia de problemas en las
mismas genera numerosas enfermedades, como depresión, apoplejía y diabetes.

En un artículo publicado en el número del 1 de agosto de 2003 de la
revista Science, un equipo de investigación conducido por el investigador
del Instituto Médico Howard Hughes, H. Ronald Kaback, de la Universidad de
California, en Los Ángeles, So Iwata y Jeff Abramson, de la Universidad
Imperial de Londres, informa que ha resuelto la estructura tridimensional
de una proteína de transporte de membrana bacteriana llamada lactosa
permeasa (LacY). Esta proteína es la representante más estudiada de la
“superfamilia facilitadora principal” de proteínas de transporte de
membrana, dijo Kaback. LacY utiliza la energía de un gradiente de protones
electroquímico para producir la acumulación de la lactosa, un azúcar, a
través de la membrana celular.

En sus estudios, los investigadores intentaron crear cristales con la
proteína LacY para analizarlos utilizando cristalografía de rayos X.
Mediante esta técnica analítica ampliamente utilizada, se emiten rayos X a
través de los cristales purificados de una proteína. Se deduce la
estructura tridimensional de la proteína cristalizada mediante el análisis
del patrón de difracción de rayos X causado por los átomos de la proteína.

Kaback dijo que él y sus colegas pasaron varios años de frustraciones
intentando cristalizar la proteína LacY normal o “de tipo salvaje” -proceso
increíblemente difícil debido a la complejidad y a la naturaleza “blanda”
de la molécula-. Mientras tanto, experimentos minuciosos mediante los
cuales estudiaron los efectos de mutaciones sutiles en la proteína
proporcionaron considerable evidencia indirecta sobre la forma en la que la
proteína de transporte podía funcionar. Pero los investigadores sabían que
sólo una estructura tridimensional produciría evidencia concluyente sobre
la forma en la que la proteína funcionaba para “cotransportar” protones y
lactosa.

Finalmente, los investigadores identificaron una proteína mutante
particularmente intrigante, en la que un aminoácido había sido alterado.
Esta mutante une azúcares de tipo lactosa, pero no puede transportarlos.

“Después de doce años, comencé a pensar que si esta mutante une y no
transporta, debería estar favoreciendo una conformación, que hace que no se
pueda mover tanto”, dijo Kaback. Por lo tanto, él y sus colegas pensaron
que la proteína mutante podría ser, en realidad, lo suficientemente estable
como para poder ser cristalizada.

En efecto, Abramson logró cristalizar la proteína mutante, permitiendo al
laboratorio de Iwata iniciar la labor de obtener una estructura tridimensional.

El resultado, dijo Kaback, fue muy importante para comprender la forma en
la que funciona la proteína. “Necesitábamos esa estructura”, dijo. “Sin la
estructura no se puede obtener el mecanismo, aunque teníamos una idea
aproximada de cómo era su aspecto”.

Kaback dijo que la estructura resultante confirmó una cantidad
sorprendente de información que había sido obtenida a partir de estudios
indirectos anteriores de la estructura y de la función de la proteína. “Es
sorprendente cuanta información resultó ser correcta”, dijo. “La parte de
unión y translocación de protones es casi correcta. Considero que éste es
un maravilloso ejemplo de cómo uno puede beneficiarse de un comportamiento
obsesivo compulsivo y de pura suerte de principiantes”.

La estructura reveló que LacY consiste en una serie de estructuras
helicoidales irregulares que pasan a través de la membrana celular y anclan
la proteína. “Lo más sorprendente es la irregularidad de las hélices”, dijo
Kaback. “El dogma anterior establecía que las hélices transmembrana tenían
que ser cuerpos rígidos y perpendiculares al plano de la membrana. Pero
observamos que las hélices estaban arqueadas y que tenían forma de s, y que
estaban partidas”.

A Kaback también le sorprendió la existencia de una gran cavidad llena de
agua en el centro de LacY, que mira hacia el interior de la célula, y la
simetría inesperada en los dos grupos de seis segmentos proteicos
helicoidales que perforan la membrana.

Lo que es más importante, dijo Kaback, es que la estructura de LacY
sugiere la forma en la que los aminoácidos de la proteína unen al azúcar y
a un protón y los escoltan a través de la membrana. El proceso involucra
una coreografía intrincada de interacciones en las cuales los aminoácidos
que participan realizan sus funciones precisas, mientras que la cavidad
llena de agua de la proteína cambia de una conformación que mira hacia el
exterior a una que mira hacia el interior. Y finalmente, después de que se
ha completado el transporte a través de la membrana, la proteína vuelve a
su estado “inicial”, lista para el siguiente transporte.

Según Kaback, la resolución de la estructura de LacY es un logro que
probablemente tendrá repercusiones importantes para una amplia gama de
estudios de proteínas de transporte de membrana. “Lo más importante de esta
estructura es que hemos demostrado que se puede lograr, dado que durante
largo tiempo muchos han temido intentar descifrar la estructura de estas
proteínas”, dijo.

“Pienso que esto representa un cambio de paradigma en el campo, porque
estas proteínas son increíblemente importantes. El treinta por ciento del
genoma codifica para las proteínas de membrana, la mayoría de las cuales
son proteínas de transporte. Y creo que se puede esperar que en veinte años
todas las proteínas solubles que puedan ser cristalizadas, lo serán”. (HHMI)

Información adicional en:
http://www.hhmi.org/news/kaback-esp.html
http://www.hhmi.org/research/investigators/kaback.html

Proteínas y aprendizaje

http://www.azprensa.com/noticias_ext.php?idreg=37734

Miércoles, 13 de Agosto de 2008
Según un estudio una proteína es la responsable de la gran capacidad de aprendizaje de los niños
En un informe divulgado por la revista Cell un grupo de científicos de Estados Unidos del Hospital Infantil de Boston (Massachussets) ha anunciado que han descubierto el factor que impulsa el aprendizaje.

Madrid, 13 agosto 2008 (mpg/AZprensa.com)

Se trata de la proteína identificada como 'otx2', considerada la responsable de desencadenar un período de plasticidad en que el cerebro realiza nuevas conexiones.

En experimentos hechos con ratones para comprender la forma en que el cerebro forma sus conexiones neurológicas ante los impulsos externos, los científicos afirman que la señal que desencadena la proteína no proviene del cerebro, sino de fuentes externas en el sistema y añaden que el momento en el que se produce esa señal es crucial.

Según Takao Hensch, profesor del Departamento de Neurobiología del Hospital Infantil, el control de ese momento concreto, podría permitir mitigar trastornos de desarrollo como el autismo.

Ese control también podría ayudar a que algunas personas tengan mayor capacidad de aprendizaje después de su niñez, aumenten sus conocimientos de otro idioma, desarrollen una habilidad musical o se recuperen de una lesión cerebral.
En su investigación, los científicos descubrieron que la “otx2” proviene de la retina. “El ojo es el que dice cuando se deben realizar las reconexiones y no el cerebro", dice Hensch.

Los científicos demostraron que cuando los ratones crecen en la oscuridad, al no tener estímulo visual, la proteína 'otx2' se mantiene en la retina. Sólo cuando los roedores reciben ese estímulo visual comienza a aparecer la proteína en la corteza cerebral. En otros experimentos, los científicos inyectaron 'otx2' directamente en la corteza cerebral, lo que desencadenó un proceso de maduración en las células aun cuando los ratones estaban en la oscuridad.

Finalmente, cuando la síntesis de 'otx2' fue bloqueada en el ojo, las células de la región cerebral vinculada a la visión dejaron de madurar. No obstante, los científicos sospechan que el estímulo puede llegar también por el olfato y el oído.

El cromosoma Y

NOTICIAS DE LA CIENCIA Y LA TECNOLOGIA
Vol. I, No. 153
Miércoles, 2 de Julio de 2003

CASTILLO DE CRISTAL GENOMICO

Un equipo de 40 investigadores ha terminado la secuenciación del cromosoma Y, menospreciado cromosoma sexual masculino al que en referencia al comediante norteamericano ha sido llamado “el Rodney Dangerfield del genoma humano” porque los investigadores creían que no contenía ningún gen de interés.

El Y podría ganarse un poco de respeto ahora que los investigadores han
descubierto que es realmente un “castillo de cristal genómico”, debido a
que contiene genes que afectan a la fertilidad masculina, extensas regiones
especulares de ADN y varios genes funcionales y vestigiales.

Lo más importante es que los nuevos estudios han descubierto el asombroso
mecanismo que utiliza el cromosoma Y para mantener su funcionalidad. Parece
que el Y protege su integridad genética al intercambiar copias múltiples
del mismo gen dentro de su propia estructura.

“Durante años, me habían dicho que el cromosoma Y estaba lleno de
repeticiones inútiles, que era un baldío genético”, dijo el autor senior
David C. Page, investigador del Instituto Médico Howard Hughes en el
Instituto Whitehead para Investigación Biomédica del MIT. “Las personas nos
preguntaban por qué perdíamos el tiempo mapeándolo y secuenciándolo. Pero,
de hecho, lo que ahora hemos descubierto es que es un castillo de cristal”.

Los investigadores publicaron sus resultados en dos artículos del número
del 19 de junio de 2003 de la revista Nature. Page colaboró con colegas del
Instituto Whitehead, de la Facultad de Medicina de la Universidad
Washington y del Centro Médico Académico en Ámsterdam.

Según Page, la detallada secuenciación genómica del cromosoma Y humano que
realizó el equipo llevará a una mejor comprensión de la infertilidad
masculina, así como de ciertos trastornos genéticos ligados al sexo en
mujeres. También especuló que sus resultados podrían ofrecer explicaciones
genómicas para las diferencias que existen en la susceptibilidad a
enfermedades entre hombres y mujeres.

Los cromosomas sexuales de animales y de seres humanos incluyen al
cromosoma X y al cromosoma Y, que es mucho más pequeño. Las hembras tienen
un par de cromosomas X y los machos tienen un cromosoma X y uno Y.

Page dijo que aunque se han declarado “completas” las secuencias de varios
organismos con cromosomas Y -entre los que se encuentran las moscas de la
fruta y los ratones-, esas secuencias genómicas no incluían al cromosoma Y.
En el caso del cromosoma Y humano -y probablemente de otros animales- las
técnicas de secuenciación estándares no han funcionado debido a las largas
porciones de ADN casi idéntico que carecen de las señales necesarias para
dirigir el ensamblaje de secuencias de segmentos más pequeños, dijo Page.

El Y es único entre los cromosomas ya que tiene largas porciones
especulares, o “palindrómicas”, secuencias de ADN que casi impidieron la
secuenciación. “Nadie ha visto palíndromos de esta escala y grado de
precisión en ningún lugar del genoma”, dijo Page. “Antes de comenzar con
este proyecto, cuando nos preguntamos por qué sería tan difícil mapear y
secuenciar el cromosoma Y, yo solía decir que se parecía a una sala llena
de espejos. No tenía ni idea de lo exacta que era esa analogía, ya que el Y
es literalmente una sala de espejos. El tratar de secuenciar el cromosoma Y
es comparable con lo que sería entrar a una sala llena de espejos, dar
vueltas y tratar de dibujar el plano de la sala después de salir. Se está
desorientado”.

Para superar las problemáticas duplicaciones de la secuencia de ADN, Page
y sus colegas emplearon un método iterativo para lograr una imagen total
del mapa de Y. Luego, refinaron la técnica para realizar secuenciaciones
más exactas de segmentos individuales del cromosoma Y. Al secuenciar el
cromosoma Y en segmentos, pudieron detectar diferencias minúsculas entre
los palíndromos casi idénticos. Entonces introdujeron nuevamente dentro de
su mapeado los datos de esas secuencias para mejorarlo.

Para reducir al mínimo las complicaciones debidas a la variabilidad
genética normal entre hombres, se realizó la secuenciación en el cromosoma
Y de un solo hombre, cuya identidad sigue siendo anónima.

Page dijo que gran parte del crédito de la secuenciación de alta precisión
lo merece el Centro de Secuenciación Genómica de la Universidad Washington,
cuyos investigadores alcanzaron una exactitud en la secuencia del cromosoma
Y de un error entre 100.000 y 1.000.000 de pares de bases de ADN. Esta
hazaña es aún más impresionante cuando se considera que para deducir la
secuencia de aproximadamente 24 millones de pares de bases del cromosoma Y,
el equipo tuvo que secuenciar bastante más de 50 millones de pares de bases
de ADN, según los cálculos de Page.

La secuencia final revela que el cromosoma Y es un mosaico de dos tipos de
secuencias genómicas: secuencias eucromáticas, que representan genes
activos, y secuencias heterocromáticas, que no son funcionales.

Las secuencias eucromáticas funcionales incluían tres clases, dijo Page.
“Estas tres clases realmente gritan mensajes sobre la evolución del
cromosoma Y y de los cromosomas sexuales en general, y actualmente sobre la
función del cromosoma Y”, dijo.

Las tres clases de secuencias se llaman “X degenerada”, “X transpuesta” y
“amplicónica”. Las secuencias de X degeneradas son reliquias de una época
antigua cuando los cromosomas X e Y evolucionaron por primera vez a partir
de un cromosoma común o autosomal. Los genes dentro de estas secuencias
-que se asemejan a genes en el cromosoma X- muestran evidencias del
decaimiento constante debido a mutaciones, y muchas de estas secuencias no
son funcionales. “Podemos ver evidencias de que a pesar de que genes en el
X son copias funcionales, en muchos casos los genes correspondientes en el
Y son chatarras que ya no hacen nada”, dijo Page. “Y en cierta medida esto
nos hace ver al cromosoma Y como si fuera un cromosoma X descompuesto”.

Las secuencias X transpuestas son genes que fueron intercambiados
conjuntamente a partir del cromosoma X, hace aproximadamente entre tres y
cuatro millones de años, después de que los antepasados de los seres
humanos y de los chimpancés divergieran en líneas separadas. Hay pocos
genes funcionales en esta región, dijo Page.

Finalmente, las secuencias amplicónicas son las que existen dentro de
segmentos palíndromos múltiples y repetidos. “Los genes amplicónicos son la
gran sorpresa”, dijo Page. “A pesar de que los genes X degenerados tienden
a ser expresados a lo largo del cuerpo en muchos tejidos y tipos de células
distintos, la expresión de los genes de las secuencias amplicónicas está
muy restringida a los testículos. Y hasta el punto en el que los hemos
estudiado en detalle, parece que en realidad sólo se expresan en las
células espermatogénicas mismas”. De este modo, dijo Page, estos genes
probablemente tengan una función extremadamente importante en la generación
del esperma. Esta función ha sido confirmada por trabajos anteriores que
demuestran que las mutaciones en el cromosoma Y son las causas genéticas
conocidas más comunes de infertilidad masculina.

Quizás el descubrimiento más importante que surge de la secuenciación del
cromosoma Y, dijo Page, es la forma en la que los genes amplicónicos evitan
la degradación que resulta de las mutaciones. A diferencia de los dos
cromosomas X de las hembras, el cromosoma Y no tiene un compañero con quien
intercambiar genes durante la división celular para reemplazar a los genes
que han sufrido mutaciones deletéreas, dijo Page.

“Éste fue el apoyo teórico para la noción tradicional de que el Y era un
baldío genético -el Rodney Dangerfield del genoma-”, dijo Page. “Pero
creemos que hemos descubierto que muchos de los genes en el Y, y
virtualmente todos los genes amplicónicos, se encuentran en pares. Y por
eso, los pares de genes en el Y se pueden intercambiar, no con los genes de
otro cromosoma, sino con un compañero en el palíndromo idéntico
correspondiente. Pienso que esta conversión genética Y-Y es el
descubrimiento más importante de nuestro trabajo”. Sin embargo, agregó, la
misma recombinación interna es la base de las aberraciones cromosómicas que
llevan a la infertilidad masculina.

Para confirmar que los genes amplicónicos en los palíndromos del cromosoma
Y se han estado recombinando a través del tiempo, Page y sus colegas
también realizaron un análisis comparativo de las secuencias de esas
regiones de los cromosomas Y de seres humanos y de chimpancés. Según lo
publicado en el segundo artículo de Nature, esa comparación reveló que, en
efecto, tal recombinación existe en ambas especies.

“Los cromosomas sexuales representan un experimento magnífico de la
naturaleza”, agregó Page. “Y en nuestro trabajo, cada algunos años logramos
observar ciertos aspectos inesperados de este experimento. Y de todos estos
aspectos, esta conversión genética Y-Y es una de las más audaces”.

Page acentuó que las implicaciones científicas y clínicas de la
secuenciación del cromosoma Y son profundas. Por ejemplo, la secuenciación
comparativa del cromosoma Y entre varias poblaciones humanas revelará mucho
sobre su variación y sobre sus funciones.

De forma más general, dijo, “a pesar de que la secuenciación del genoma
humano ha tenido un valor extraordinario, pienso que nuestro trabajo
ilustra que esas partes del genoma más complicadas que aún no han sido
secuenciadas podrían contener gemas particulares dignas de ser
encontradas”. Y la excavación adicional en regiones heterocromáticas de ADN
especialmente complicadas, que también contengan bloques de material
genético duplicados masivamente, también podría ofrecer nuevas pistas
genómicas.

Los médicos clínicos ya están utilizando los datos de la secuenciación del
cromosoma Y para comprender los orígenes genéticos de la infertilidad
masculina, dijo Page. Esos datos genómicos ayudarán a comprender el
síndrome de Turner, uno de los trastornos cromosómicos más comunes en las
mujeres. El trastorno se presenta debido a la carencia de un cromosoma
sexual, y el gen ausente podría ser un gen X degenerado o su contrapartida
en el cromosoma X, dijo Page.

Más especulativamente, Page dijo que los genes en el cromosoma Y podrían
influir en las diferencias específicas de los géneros a la susceptibilidad
a enfermedades. Se ha obtenido evidencia de que el cromosoma Y desempeña
una función en la determinación del sexo gonadal, en el crecimiento
esquelético, en la tumorogénesis de las células germinales y en el rechazo
a injertos, dijo.

“Sabemos que existen muchas enfermedades para las cuales los hombres o las
mujeres presentan un riesgo más alto”, dijo Page. “Se ha asumido
convencionalmente que estas diferencias en la susceptibilidad a
enfermedades reflejan la acción de las hormonas sexuales, y no la acción de
los cromosomas sexuales directamente”. Pero esa asunción se determinó
cuando se pensaba que el Y no tenía ningún gen, dijo Page.

En algún momento, los investigadores creían que durante el desarrollo de
las hembras, todos los genes de un cromosoma X se inactivaban, dejando sólo
un suplemento completo de genes en el otro cromosoma X. Y puesto que el Y
supuestamente no tenía ningún otro gen a excepción de los genes
relacionados reproductivamente, los hombres y las mujeres eran
supuestamente equivalentes genéticamente.

“Pero ahora sabemos que hay muchos genes en el X que escapan a la
inactivación, así que están presentes en dos copias en las hembras y en una
copia en los machos. De este modo, quizás debamos repensar las funciones de
los segundos cromosomas sexuales en estas diferencias frecuentemente
dramáticas que existen entre la susceptibilidad a las enfermedades de los
hombres y las mujeres”. (HHMI)

Información adicional en:
http://www.hhmi.org/news/page5-esp.html
http://www.hhmi.org/research/investigators/page.html