Descubrimiento científico de los secretos del ADN. El reciente estudio del proyecto ENCODE revela que el ADN regula la actividad genética en conjunto, sin él, los genes presentarían mutaciones que desencadenarían enfermedades.

Un macro-estudio internacional descubre que no sólo el 1,5% de la información genética tiene utilidad, sino que el 95% de la misma contiene información participante en funciones biológicas del ser humano. O sea, la mayor parte.

Es lo que dejan ver los estudios realizados por un equipo internacional de científicos, con participación norteamericana, inglesa, japonesa, singapureña, suiza y española, en el marco del proyecto ENCODE. Donde el llamado “ADN basura” o ADN no codificante, al que se consideraba, hasta ahora, sin utilidad alguna, es en realidad muy importante en el genoma humano ya que constituye una suerte de gran panel de control con millones de “switchs (interruptores)” que regulan la actividad genética. Los genes funcionan pues con estos interruptores; de no ser así, se podrían producir mutaciones indeseadas que podrían desencadenar enfermedades. Tales son los resultados obtenidos por los investigadores que, afirman, este conocimiento permite mirar más allá de la estructura lineal del genoma y ver cómo toda la red está interconectada. No sólo una pequeña parte.

Se veía como la mayor paradoja del genoma humano: sólo el 1,5% – de sus 3.000 millones de letras químicas – parecía ser funcional. Que es lo que se suele llamar genes y son los nucleótidos atccagtag… que se encuentran repartidos en 23 cromosomas; que serían como artículos dispuestos en los distintos tomos de una enorme enciclopedia. Según esta visión, el 98,5% restante sería como relleno genómico (mal llamado ‘basura’ por cierto). En la comparación, es como si en una estantería con 200 libros, solo tres de ellos significaran algo y el resto sobrara. O mejor, como si sólo contara un versículo de la Biblia por página…

Lo cual despierta al lego una pregunta filosófica: ¿haría esto la sabia naturaleza: elaborar complejas estructuras biológicas para nada? Menos mal que estos científicos no lo han creído así.

Como se enuncia, esta semana un equipo internacional de numerosos investigadores ha revelado que el denominado “ADN basura” (o ADN no codificante) en el genoma humano, en realidad es como un gran panel de control con millones de “interruptores” que regulan la actividad de los genes.

Sin los cuales, los genes no funcionarían y se podrían originar mutaciones que darían lugar a enfermedades. Esto se debe a que antes se había establecido que sólo un pequeño porcentaje era útil en el ADN y el resto era sobrante.

Lo cual implica que el 80% del genoma humano tiene al menos una función bioquímica en algún tejido del cuerpo y en alguna fase del desarrollo de la vida adulta. Además, nada menos que el 95% del genoma se implica de lleno en la regulación de los genes conocidos. Se observa que la mayoría de las variaciones producidas hasta ahora en alguna enfermedad humana se da en estas zonas consideradas ‘inútiles’, abriendo con ello nuevas perspectivas a la medicina. De este modo, resulta extraordinario saber ahora que el 80% del genoma contiene elementos relacionados con funciones bioquímicas, eliminando lo que hasta ahora se pensaba que gran parte del genoma humano consistía de ADN inútil. Nada de eso.

Los científicos- cientos de ellos trabajando coordinadamente – del proyecto ENCODE (Encyclopedia of DNA Elements), hacen estos descubrimientos revelando una nueva información que es tan exhaustiva como compleja, que permite establecer también un nuevo modelo de publicación, en los que los documentos electrónicos y los conjuntos de datos están interconectados.

Los resultados mencionados aparecen publicados en 30 artículos de acceso abierto conectados entre sí en las revistas Nature, Genome Biology y Genome Research. El proyecto está encabezado 2 institutos: el National Genome Research Institute (NHGRI) de EEUU y el EMBL-European Bioinformatics Institute (EMBL-EBI) del Reino Unido. ENCODE logra presentar un detallado mapa de la función del genoma, donde identifica unos cuatro millones de interruptores de genes.

Con tal referencia esencial los investigadores podrán ahora localizar áreas muy específicas de enfermedades humanas.

La red del genoma está toda interconectada

Ewan Birney del EMBL-EBI, coordinador de análisis del proyecto expone que «Nuestro genoma sólo funciona gracias a los interruptores: millones de lugares son los que determinan si un gen se enciende o se apaga». Y continua: «El proyecto anterior Genoma Humano mostró que sólo el 2% de nuestro genoma contiene genes, que son las instrucciones para hacer proteínas. Pero con ENCODE podemos ver que cerca del 80% del genoma está activamente haciendo algo. Hemos encontrado que una gran parte del genoma – de hecho, una cantidad sorprendente – está implicada en controlar cuándo y dónde se producen las proteínas, más allá de simplemente fabricarlas”.

Son descubrimientos que permiten ver cómo toda la red de la estructura del genoma está conectada. Importa tanto saber dónde están ubicados los genes como qué secuencias los controlan.

Debido a que la compleja estructura de nuestro genoma es tridimensional, si se mira la secuencia linealmente, los controles suelen estar distantes del gen que regulan; pero cuando se hace de forma tridimensional, se ve que se encuentran alrededor, para poder contactar con ellos.

De no ser por este proyecto ENCODE, quizás no se habrían mirado estas regiones, afirman los investigadores, que destacan como un paso “enorme” el dado en la comprensión del complejo diagrama ‘del cableado del ser humano’. Ya que ayuda a mirar en lo más hondo del circuito de regulación, mostrando que todas las partes se unen para crear un ser muy complejo.

Es digno de destacarse que el proyecto combina los esfuerzos de, nada menos, 442 científicos en 32 laboratorios, situados en el Reino Unido, Estados Unidos, Singapur, Japón, Suiza y España, donde han participado veinte investigadores del Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona (aunque algunos ahora están en otros centros).

Desde la perspectiva informática, los datos globales del proyecto han generado unos 15 terabytes (15 billones de bytes) de información en bruto, que ya está disponible públicamente. El estudio implica unos 300 años en tiempo de ordenador al estudiar 147 tipos de tejido y poder determinar qué enciende o apaga a genes específicos y cómo se puede distinguir tal interruptor entre tejidos o tipos celulares.

Por su parte, los artículos publicados lo hacen en una forma nueva que facilita a los investigadores navegar y acceder a los datos, se comenta en la revista Nature, responsable de la plataforma gratuita de publicaciones en internet. El contenido íntegro de las tres revistas está conectado digitalmente por temas, de manera que los lectores pueden seguir lo que les interesa entre los diversos trabajos y llegar hasta los datos originales.

De todos modos, ENCODE, admiten los investigadores, es sólo un primer paso en la larga y compleja tarea de descifrar el significado de la secuencia del genoma, que será la labor de la biología del siglo XXI. Participar y contribuir en ella es un gran privilegio para los investigadores, que no dejan de reconocer que tal cosa se debe a buenas políticas de promoción de la investigación científica. Es clave entonces hacer una apuesta firme y decisiva en apoyo a la investigación científica.