Ciencia y salud

Por José Antonio Lozano Teruel

El cada vez más profundo misterio del genoma humano

Así se titulaba un artículo aparecido hace días en la revista New Scientist, al eco de la reciente publicación de los resultados obtenidos hasta ahora por el proyecto ENCODE, acrónimo de la expresión ENCyclopedia Of DNA Elements, popularmente designado como la Wikipedia del genoma, ya que intenta crear un catálogo de todo lo que puede encontrarse en el genoma humano: genes, elementos reguladores, nuevos elementos hasta ahora desconocidos dentro del famoso "ADN basura", etc.

El cada vez más profundo misterio del genoma humano
::Alex

 

Así se titulaba un artículo aparecido hace días en la revista New Scientist, al eco de la reciente publicación de los resultados obtenidos hasta ahora por el proyecto ENCODE, acrónimo de la expresión ENCyclopedia Of DNA Elements, popularmente designado como la Wikipedia del genoma, ya que intenta crear un catálogo de todo lo que puede encontrarse en el genoma humano: genes, elementos reguladores, nuevos elementos hasta ahora desconocidos dentro del famoso "ADN basura", etc.
 
HISTORIA
El conocimiento de nuestro genoma y de la herencia está jalonado de múltiples hitos. Serán fechas importantes: 1900, con el redescubrimiento de las leyes de Mendel; 1953, con el modelo doble hélice del ADN propuesto por Watson y Crick; 2000, con la publicación de los datos del primer borrador del proyecto Genoma Humano; y 2012, con los del proyecto ENCODE.
 
En cada caso ello supuso avances trascendentes respecto al conocimiento anterior que, en ocasiones, se tradujo en un excesivo optimismo científico. Basta con recordar algunas frases, como las del Nobel  James Watson (1989, entrevista en revista Time): ´Estábamos acostumbrados a pensar que nuestro destino estaba escrito en las estrellas. Ahora ya sabemos, en gran medida, que nuestro destino está escrito en nuestros propios genes´´. El mismo Watson en el 2008 produjo un gran revuelo con su afirmación de que ´La inteligencia es hereditaria y los negros son menos inteligentes que los blancos´. Y respecto a lo que podría derivarse del Proyecto Genoma Humano, el también Nobel Walter Gilbert, en 1987: `La secuenciación del genoma proveerá la explicación última de lo que es un ser humano´, o el optimismo del también Nobel Daniel Koshland al afirmar, en 1991, que ´El conocimiento  proveniente del Proyecto del Genoma Humano podrá resolver los problemas de la miseria y el crimen y ayudar a los pobres, los débiles y los desamparados´. 
 
¿Ha sido o va  a ser así? Afortunada o desafortunadamente la respuesta es un NO categórico. La respuesta a la pregunta de cuánto influye la genética en las características humanas y la salud no es simple y debemos alejarla de los extremos del reduccionismo genético (1. La principal explicación de la salud, la conducta, los fenómenos sociales y los estilos de vida está en los genes; 2. Los fenómenos humanos pueden ser reducidos al efecto de los genes) y del determinismo genético (Los rasgos humanos influenciados por genes son características fijas e inmodificables por los cambios en el medio ambiente físico, biológico y social). Por el contrario, actualmente creemos que, con participación diferente en cada caso, todas las características humanas están influidas por factores genéticos, determinantes socioeconómicos, factores sicológicos y, también, determinantes ambientales, de modo que existe un contante diálogo e interacción entre cada genoma y el ambioma en el que se encuentra. La Epigenética es una nueva rama científica que estudia cómo los factores ambientales modulan múltiples puntos del genoma y como ello se traduce en profundos cambios en el control y regulación de determinados genes, cambios que pueden ser transmitidos a generaciones futuras de células o individuos.
 
PGH y ENCODE
Hace algo más una decena de años el mundo científico quedó sorprendido ante los datos derivados del Proyecto Genoma Humano (PGH). Los humanos sólo tendríamos unos 25.000 genes (los mismos que el melón, menos que algunos peces) pero contamos con muchísimas más proteínas; la parte del genoma ocupada por los genes y su material acompañante era inferior al 25% del genoma y de esa parte la informativa, la que lleva la codificación para sintetizar ácidos ribonucleicos (y una parte de éstos, para sintetizar proteínas, es decir, los exones) era inferior al 2% del genoma total, mientras el 23% restante eran secuencias no informativas de intrones intercaladas entre los exones. Alegremente, al 75 + 23= 98% del ADN restante se le calificó de ADN oscuro, o lo que es peor, de ´ADN basura´.  ¿Para qué servía? ¿Eran restos, vestigios inútiles dejados por la evolución? ¿Cómo tendríamos que redefinir el concepto de gen? En realidad el PGH nos proporciona la secuencia, como si fuese un inventario de los componentes del genoma. Pero en cualquier máquina compleja, el inventario de los componentes sólo proporciona una información parcial. ¿Cómo funcionan esos componentes? ¿Cómo se regulan? ¿Cuáles son las instrucciones a las que responden? ¿De dónde emanan esas instrucciones?  
 
Durante los pasados diez años se ha acumulado una gran cantidad de nueva e interesante información. El proyecto ENCODE, con una inversión de más de 146 millones de euros,  se inició en el año 2003, con el objetivo de interpretar el genoma humano y cuando en el año 2007 se conocieron los resultados previos que abarcaban sólo un 1% del genoma comenzamos a vislumbrar cuán grande es la complejidad del funcionamiento genómico. Tras casi diez años de esfuerzos de 442 científicos, pertenecientes a diversos centros e instituciones del mundo, los resultados de ENCODE se publicaron hace un mes, de un modo simultáneo, a través de más de 30 artículos aparecidos en revistas tan importantes como Nature o Science.
 
RESPUESTAS
En una reciente entrevista, el prestigioso científico Lluís Montoliu, investigador del Centro Nacional de Biotecnología resumía en cinco respuestas los resultados del proyecto ENCODE:
1. ENCODE ha constituido una segunda lectura del genoma, tras diez años de la primera, permitiendo conocer buena parte de la “letra pequeña” ilegible anteriormente.
2. Durante mucho tiempo no hemos sabido la función del ADN oscuro o ADN “basura”. El proyecto ENCODE ha aclarado que ese ADN posee, en su mayor parte una función y que esta función es muy importante, la de contener las instrucciones que permiten que un determinado gen se exprese en unas células y no en otras.
3. El propósito final de ENCODE, todavía no conseguido sería conocer todas las instrucciones que regulan a cada uno de nuestros 25.000 genes
4. El genoma es mucho más complejo que lo que creíamos. Conocer la secuencia genómica es sólo una parte de la cuestión. Una única “instrucción” puede  operar sobre múltiples genes y un gen necesita de múltiples instrucciones. 
5. El conocimiento aportado por ENCODE enriquece nuestros conocimientos sobre cada gen por lo que ayudará a la lucha contra las enfermedades ya que un defectuoso funcionamiento no solo puede deberse a un problema en la secuencia del gen sino a su regulación.
 
Parafraseando a Sir Winston Churchill, tras el desembarco de Normandía, también en el caso del genoma sería aplicable su frase: ´Esto no es el fin. No es siquiera el principio del fin. Pero quizá sea el fin del principio´.
Más en:
http://www.encodeproject.org/ENCODE/index.html