La ateroesclerosis es una enfermedad cardiovascular crónica que se caracteriza por la acumulación de placa en las arterias, lo que puede provocar la obstrucción del flujo sanguíneo y eventos cardiovasculares severos. Al estudiarla quedo claro que su progresión y desarrollo no son simplemente el resultado de factores genéticos o ambientales separados, sino más bien una compleja interacción entre ambos en la que la epigenética desarrolla un papel crucial
La epigenética abarca todos los mecanismos implicados en el despliegue del programa genético para los muchos procesos que operan durante la vida útil de una célula. Aunque las modificaciones epigenéticas parecen ser estables, pueden ser moduladas por muchos factores, incluyendo las condiciones fisiológicas, patológicas y/o por el medio ambiente. (Daound, 2016), para entender el impacto del ambiente en el epigenotipo, es necesario considerar dos escenarios: el desarrollo embrionario y la vida adulta.
La Biología ha abierto numerosos campos de estudio para entender las formas en que la vida se presenta, cambia y se desarrolla. La genética se sitúa entre las áreas de conocimiento que mayores avances han presentado en los últimos años, arrojando luz sobre las bases fundamentales de la vida partiendo de la información que puede proveer el estudio del ADN y los procesos bioquímicos que lo acompañan.
Muchos de los productos que consumimos y actividades que nos rodean implican el uso de organismos domesticados, pero, ¿qué es un organismo domesticado? La domesticación de un organismo es el proceso mediante el cual el humano adapta a los seres vivos para cumplir ciertas funciones
La humanidad es sin duda una especie sumamente interesante. Los humanos somos primates y siendo realistas, no somos los animales más fuertes o rápidos, tampoco los más sigilosos, ágiles o resistentes al daño; nos movemos bien en tierra y podemos nadar, pero no nos comparamos a los animales acuáticos y no podemos volar. Para ser animales tan básicos es sorprendente que hayamos sobrevivido como especie, pero eso es porque tenemos unos cuantos trucos bajo la manga.
Estudio Genómico de Asociación
En la primera parte de esta entrada se discutió, entre otras cosas, variación genética en perros y el trabajo del grupo de investigación de a doctora Ostander. Pues bien, los últimos descubrimientos de Ostander se presentan en una publicación de la revista Cell Reports. En ésta, se aborda la historia poblacional de las casi 400 razas reportadas alrededor del mundo, encontrando que todas ellas pueden ser divididas en sólo 23 grupos (clados).
¿Sabías que todos los perros comparten una historia familiar de miles de años? ¿Sabías que descienden de lobos que acechaban a las primeras comunidades humanas?
Los perros (Canis familiaris) son los orgullosos portadores de miles de años de historia como especie. A pesar de que la comunidad científica del ramo no tiene un consenso sobre el lugar y fecha exacta del surgimiento del mejor amigo del hombre, el último estudio a nivel paleogenómico sugiere que el perroaparece por primera vez en algún lugar de Europa durante el periodo neolítico hace aproximadamente 20,000 y 40,000 años a partir de una comunidad de lobos ancestrales.
Para la ciencia, el estudio de la estatura humana es un asunto añejo. Los primeros análisis se remontan al siglo XIX, cuando Francis Galton midió la estatura de 930 adultos y de sus padres. Después de hacer una pequeña corrección estadística que toma en consideración el hecho de que las mujeres son generalmente más bajas que los hombres, Galton descubrió que la estatura media de los padres estaba correlacionada con la estatura de sus hijos. Por ello, concluyó que la estatura era una característica heredable. Si los padres eran altos, el hijo solía ser alto y si los padres tenían baja estatura, el hijo tenía una alta probabilidad de ser bajo también. Sin bien el promedio de la estatura de los padres no predecía de forma exacta la estatura de los hijos, Galton estimó que alrededor del 66% si dependía de la estatura de los padres. En 1918, Ronald Fisher, uno de los biólogos más destacados del siglo pasado, planteó una forma para explicar la herencia de la estatura en humanos. Fisher propuso que un gran número de factores mendelianos ―lo que hoy llamaríamos genes ― incidían en la herencia de la estatura humana. Fisher desarrolló una teoría matemática y con su propuesta, pudo explicar no sólo la correlación en la estatura entre padres e hijos sino también entre otros parientes más lejanos. Él mostró que una menor correlación en estatura se debía a más diferencias en el material genético entre parientes. En las épocas de Fisher no se sabía aún que los genes estaban compuestos de DNA y que el DNA era la molécula encargada de transmitir la información biológica de una generación a otra. Noventa y tres años después, los avances científicos y tecnológicos nos permiten tener no sólo un mapa completo de todo el genoma, sino también caracterizar millones de variantes comunes en el genoma de una persona en poco tiempo y a un costo razonable. Esto ha permitido a los científicos comenzar a descifrar cuántos y cuáles genes son los involucrados en determinar la estatura de una persona.
En la actualidad existe un consenso respecto a que, en promedio, 80% de las diferencias observadas en la estatura entre personas se deben a causas genéticas. El otro 20% se atribuye a causas no-genéticas y ambientales ―como la nutrición y la exposición a diversas a enfermedades. Los estudios genéticos más recientes se han enfocado en identificar todas aquellas variantes genéticas que contribuyen a determinar ese 80% de las diferencias en estatura entre personas debidas a causas genéticas.
Una de las metodologías más poderosas que existen hoy en día para encontrar tales variantes en el genoma se conoce como Estudio Genómico de Asociación. Consiste en interrogar la secuencia genética de miles de personas en cientos de miles o millones de sitios específicos en el genoma. Los sitios interrogados son elegidos porque se sabe que muestran cierta variación de persona a persona. Posteriormente, se aplican pruebas estadísticas a cada uno de esos sitios para determinar qué tan probable es que tengan un efecto en la estatura (o cualquier otro rasgo de interés). Cabe recalcar que aquellas variantes que tienen un efecto en la estatura y pasaron muchos filtros estadísticos, localizadas en posiciones que llamaremos sitios asociados, comúnmente no son las responsables directas de los cambios en la estatura. Lo que sucede es que los sitios asociados se encuentran en regiones cercanas al sitio causante del efecto, al que llamaremos sitio causal, en el DNA. El sitio causal generalmente está en un gen o una región del DNA cercana a ese gen y cuya función es regular su actividad.
Uno de los estudios más recientes, publicado apenas en el 2010, fue el fruto de la colaboración organizada de más de 200 grupos de todo el mundo y utilizó datos de más de 180,000 personas. El estudio genético más grande jamás hecho en términos del número de participantes. Los investigadores lograron encontrar 180 sitios en el genoma asociados con cambios en la estatura, lo cual se podría considerar un gran éxito. Además, muchos de estos sitios se encontraban cerca de genes que participan en mecanismos biológicos que promueven el crecimiento del esqueleto.
Retomando el estudio anterior, se observó que al sumar el efecto de los 180 sitios asociados con cambios en la estatura, éstos explicaban el 13% de las causas genéticas que tienen un efecto en la estatura. Entonces, ¿dónde está el 87% restante? El estudio argumenta que si se toma una muestra de individuos más grande ―alrededor de 300,000 más― se podrían encontrar más sitios que expliquen en conjunto el 20% de las causas genéticas que afectan la estatura. Bien, ¿Y el 80% restante? No se sabe a ciencia cierta. De hecho, esto es motivo de debate dentro de la comunidad científica. Se sabe que un porcentaje de las causas genéticas no encontradas se debe a varias posiciones en muchos genes que tienen un efecto pequeñísimo en la estatura. Otros elementos del genoma que se sugiere que influyen en la estatura son variantes genéticas de muy baja frecuencia en la población. Además, otros estudios recientes han encontrado otro tipo de variaciones genéticas que afectan la estatura, como genes duplicados, que son difíciles de detectar a menos que se tenga la información completa de todo el genoma. Con todo esto podemos concluir que más de de 90 años después, los descubrimientos avalan las ideas de Ronald Fisher: la estatura humana es una característica heredable que depende de una enorme cantidad de genes.
Conocer la localización precisa de los genes y las variantes genéticas que influencian la estatura es sólo el inicio. Por supuesto, después habrá que hacer un meticuloso estudio de su función para ver cómo funcionan en conjunto en la célula y el cuerpo humano. Otro de los retos será encontrar los mecanismos genéticos causantes de la relación de la estatura con ciertas enfermedades, como es el caso de la diabetes tipo 2 y la osteoartritis. Por ello, las bases genéticas de la estatura humana seguirán siendo material de estudio en el futuro.
Acerca del autor: Diego Ortega Del Vecchyo es licenciado en Ciencias Genómicas por parte de la UNAM. Actualmente realiza un doctorado en Bioinformática en la Universidad de California, Los Angeles.
Referencias: En la foto (arriba), el turco Sultan Kosen de Turquía quien posee el record Guiness como el hombre vivo más alto en el mundo, con 2 metros 51 centímetros de estatura (Foto: AAP). Galton, F., Regression Towards Mediocrity in Hereditary Stature, The Journal of the Anthropological Institute of Great Britain and Ireland (1886) vol. 15 pp. 246-263. Fisher, R. , The Correlation between relatives on the supposition of Mendelian Inheritance, Transactions of the Royal Society of Edinburgh (1918), vol. 52, pp. 399-433. McEvoy, B.P. and Visscher, P.M., Genetics of human height, Economics and Human Biology (2009), vol. 7, pp. 294-306. Allen, H. L. et al., Hundreds of variants clustered in genomic loci and biological pathways affect human height (2010), pp. 832-838. Lindgren CM, Heid IM, Randall JC, Lamina C, Steinthorsdottir V, et al. (2009) Genome-Wide Association Scan Meta-Analysis Identifies Three Loci Influencing Adiposity and Fat Distribution. PLoS Genet 5(6): e1000508. doi:10.1371/journal.pgen.1000508
