epigenetica

Tu cerebro, un mosaico de genomas

Dibujo de una neurona por Santiago Ramón y Cajal. (Tomada de:  http://www.smithsonianmag.com) Somos como un río que corre: nuestra agua nunca es la misma, pero en esencia somos el mismo río. Conforme pase el tiempo, los átomos y moléculas que te forman te irán abandonando poco a poco para dejar lugar a otros átomos y moléculas que, sin embargo, también formarán parte de ti. A lo largo de tu vida, muchas de tus células morirán y muchas células nuevas nacerán. A veces ni siquiera tienes tus recuerdos. Lo único que permanece es... ¿qué? Hace algunas décadas habríamos dicho que lo único que permanecía era la información contenida en el ADN de tus células. A esa larga y reveladora molécula no le importa que cambien las moléculas de las que está hecha, siempre y cuando su mensaje se mantenga. No importa el papel en el que está escrito un libro, sino las palabras que lo forman. Así, el ADN llegó a ser el refugio de todas las tribulaciones sobre la identidad. Eso que nos define como "nosotros mismos" está en nuestro genoma, en nuestro ADN.

Pero, ¿qué pasaría si cada célula de nuestro cuerpo tuviera su propio genoma? Al parecer, vamos a tener que sentarnos a filosofar de nuevo sobre la identidad, porque descubrimientos recientes han mostrado que en nuestro cuerpo coexisten mucos genomas diferentes, un fenómeno conocido como quimerismo.

El más reciente de estos descubrimientos fue realizado por Michael J. McConnell y su equipo del Instituto Salk de Estudios Biológicos, junto con colegas suyos de la Universidad de Virginia, ambos en Estados Unidos. Ellos sabían que las neuronas en el cerebro humano son propensas a un tipo de mutación llamada aneuoplodía, que ocurre cuando un fragmento grande de un cromosoma se pierde, se duplica o se traspasa a un cromosoma diferente. Sin embargo, nunca habían podido averiguar hasta qué punto ocurrían estas mutaciones, pues no existían los medios para analizar el genoma de una sola célula.

Casi una década después, McConnell y sus colegas tuvieron acceso a la tecnología necesaria y se lanzaron a averiguar relamente cuánta variación existe entre los genomas de las neuronas. Para ello, cultivaron tejidos de neuronas a partir de células pluripotenciales inducidas y secuenciaron el genoma de cada una de ellas. Lo que encontraron fue revelador: había muchas diferentes mutaciones estilo aneuploidía en todas las células que analizaron. Pero más revelador fue descubrir que cada célula tenía su propio patrón de mutaciones. Es decir, cada célula tenía un genoma distinto.

Para corroborar que eso mismo ocurría en cerebros reales y no sólo en tejidos, analizaron las neuronas de cerebros de personas recién fallecidas. También encontraron que cada una de las 111 neuronas secuenciadas tenía un genoma único.

Los autores de este estudio aventuran varias explicaciones para este fenómeno. Ellos dicen que durante la formación de las neuronas en el desarrollo embrionario, se activan rutas metabólicas que "despiertan" a elementos genómicos llamados transposones. Estos elementos son secuencias de ADN o ARN que se cortan a si mismos del genoma y luego se insertan en otros lados; son los famosos "genes saltarines". Si el hecho de convertirte en neurona despierta a tus genes saltarines, es probable que cuando seas una neurona madura tu genoma sea un desbarajuste.

¿Y tener un genoma desbarajustado que consecuencias tiene? Hasta ahora, los autores no lo saben, pero sospechan algunas. Esos cambios de aneuploidía no caían en regiones donde hubiera genes conocidos, pero se sabe que las regiones de ADN donde no hay genes sirven muchas veces para regular la expresión de los genes. Así, si cada célula tiene su genoma, cada una tiene su propio patrón de expresión y su propio comportamiento. McConnell y su equipo creen que algunas enfermedades neurológicas podrían tener su origen en este fenómeno. La otra opción es que este fenómeno sea parte de lo que está detrás de la individualidad mental (sumado, por supuesto, a la experiencia personal y la compleja conectividad de los millones de neuronas).

Por lo pronto, habrá que sentarnos de nuevo a pensar en una definición de lo que es la identidad individual. Y en ese proceso de pensamiento, nos ayudarán las neuronas que no tienen el mismo ADN que nosotros.

 

Bibliografia:

Artículo original, publicado en Science | Nota en Nature | Nota en el blog de Historias Cienciacionales

La deficiencia del ácido fólico puede afectar a tus tataranietos

Imagen tomada de Pinterest Cuando una mujer planea tener un hijo, los médicos le recomiendan que unos meses antes de la concepción y durante el embarazo consuma ácido fólico, una vitamina del complejo B necesaria para la formación de proteínas estructurales. Y es que un aporte antes y durante previene malformaciones en placenta y en el producto, mientras que la deficiencia causa problemas severos de salud, como que el producto presente defectos cardiacos o espina bífida, malformación congénita donde la médula espinal queda sin protección ósea. Sin embargo, un estudio ha demostrado que esta deficiencia no se limita a la descendencia inmediata, ya que la mutación en un gen necesario para el metabolismo del ácido fólico puede tener efectos en muchas generaciones siguientes.

Los investigadores de la Universidad de Cambridge y la de Calgary, en Reino Unido y Canadá, respectivamente, utilizaron ratones debido a que metabolizan el ácido fólico como nosotros y porque la deficiencia de esta vitamina o las mutaciones en los mismos genes relacionados con la misma resultan en anormalidades del desarrollo similares a las nuestras. Con esto, exploraron cómo los mecanismos moleculares de la deficiencia del ácido fólico impactan en el desarrollo y causan problemas de salud.

Los ratones del estudio presentaban un gen mutado llamado Mtrr, el cual es esencial para la progresión normal del ciclo del ácido fólico. Esto significa que al estar mutado, el metabolismo de esta vitamina es anormal y genera los mismos problemas de salud que si la dieta fuera pobre. Los investigadores observaron que cuando el abuelo o abuela materna tienen esta mutación, sus nietos genéticamente normales presentaban riesgo de un amplio espectro de anormalidades en el desarrollo. Dichas anormalidades también fueron vistas en la cuarta y quinta generación de ratones. En otro experimento, los investigadores transfirieron el embrión de la tercera generación a una hembra sana. Aquí observaron que dichas anormalidades del desarrollo no se transmitieron de manera genética. En cambio, los defectos resultaron de cambios epigenéticos que fueron heredados.

Los autores del trabajo han hipotetizado que, por alguna extraña razón, algunas de las marcas epigenéticas causadas por la mutación del gen Mtrr escapan de esta eliminación normal y son heredadas a la siguiente generación. Si las marcas epigenéticas que regulan los genes importantes para el desarrollo son heredadas, entonces estas generaciones pueden desarrollar anormalidades como resultado de genes defectuosos que se prendieron o apagaron (es decir, se expresaron o silenciaron).

Esta investigación muestra que el padecimiento puede ser heredado por medios epigenéticos más que por genéticos, lo que tiene enormes implicaciones médicas. Además, factores ambientales que tienen influencia sobre patrones epigenéticos, como la dieta, también puede tener efectos a largo plazo, en este caso, multigeneracionales. ----------- Fuentes: Artículo original en Cell | Nota en ScienceDaily | Nota en el blog de Historias Cienciacionales

 

Epigenética y ejercicio: una nueva razón para ponerse en forma

(Imagen tomada de lapayne.blogspot.com) Hace no mucho tiempo, James Watson, uno de los descubridores de la estructura del ADN, dijo: “Antes pensábamos que nuestro futuro estaba en las estrellas; ahora sabemos que está en nuestros genes". Hoy en día, y por fortuna, la ciencia nos reafirma cada vez más que esto podría no ser tan cierto.

La verdad es que nuestro ambiente, lo que comemos y a veces hasta lo que hacemos puede modificar la forma en que nuestros genes se expresan —es decir, si se apagan o se prenden—. A esto se le llama epigenética: “todas aquellas cosas extrañas y maravillosas que no pueden ser explicadas por los genes mismos".

A principios de este mes, Charlotte Ling, de la universidad sueca de Lung, lideró un estudio para ver cómo afecta el ejercicio físico la expresión de ciertos genes. Escogió a un grupo de 23 hombres de mediana edad para que realizaran aeróbics y spinning tres veces por semanadurante seis meses.

Terminado ese periodo, Charlotte y su equipo midieron qué tanto había cambiado el nivel de metilos presentes en el ADN de las células adiposas en cada sujeto (los metilos son como señales de tráfico que indican, por lo regular, qué genes deben ser apagados) ¡Los cambios epigenéticos habían ocurrido en más de 7,000 genes! Algunos de éstos genes están ligados a enfermedades como la diabetes mellitus tipo 2 o la obesidad.

Esta investigación vuelve a plantear que los organismos somos algo más que sólo genes y que nuestro estilo de vida podría estar más ligado a nuestra salud de lo que antes pensábamos. Podría ser hora de desenpolvar aquellas olvidadas pesas…

Para animarlos a deshacerse de esos kilos de más, les dejamos esta joyita de los 80’s.

 

Referencias: Artículo original.