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El genoma del orangután, secuenciado. Víctor Quesada, investigador de la Universidad de Oviedo

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Escrito por José M. López   
Martes, 01 de Marzo de 2011 09:50
El genoma del orangután, secuenciado. Víctor Quesada, investigador de la Universidad de Oviedo 1.0 out of 5 based on 1 votes.
El equipo del Instituto Universitario de Oncología del Principado de Asturias, coordinado por Carlos López Otín, ha proporcionado la portada de la revista Nature de enero: su trabajo descifrando el genoma del orangután proporciona varias claves sobre la evolución humana.

Víctor Quesada, investigador de la Universidad de Oviedo.Ser portada en una de las publicaciones científicas con más fama del mundo no es fácil. Aunque para el equipo del IUOPA que coordina el bioquímico Carlos López Otín tampoco es una novedad, ya que su nombre ha sido publicado varias veces desde la secuenciación del genoma humano, en 2001. Víctor Quesada es miembro del equipo que ha contribuido a descifrar el genoma del orangután, que aporta importantes claves sobre el proceso evolutivo del ser humano y sobre determinadas enfermedades humanas, como el cáncer o el SIDA.
El estudio es fruto de la colaboración de más de treinta laboratorios de siete países. La aportación española al trabajo ha sido coordinada por Arcadi Navarro, catedrático de Genética de la Universidad Pompeu Fabra y Profesor de Investigación ICREA del Institut de Biologia Evolutiva (UPF-CSIC); Tomás Marqués-Bonet, jefe del grupo de Genómica de Primates del mismo Instituto y Carlos López-Otín catedrático de Bioquímica y Biología Molecular de la Universidad de Oviedo.

-¿Por qué es interesante la decodificación del genoma del orangután?
-Para nosotros la estrategia estaba clara. Ya teníamos el genoma del chimpancé -que es el primate que más se nos parece- así que queríamos conocer el del homínido más alejado del ser humano. Sabemos que el humano y el chimpancé tuvieron un antepasado común que no tuvieron los orangutanes, de modo que con este estudio podemos saber cuál es la base ancestral que existía antes de que se separaran las tres especies.
Además el orangután es también especial, porque está en peligro de extinción. Digamos que corre un poco más de prisa, porque si no se secuencia ahora el genoma, a lo mejor en unos cuantos años nos encontramos con que ya no se puede hacer.
-¿Qué conclusiones preliminares se pueden extraer de este estudio?
-Por una parte hay diversas cuestiones sobre el sistema inmune y reproductivo, que es muy interesante porque nos habla de la historia humana. Por otra, también tenemos algunas conclusiones puntuales de nuestro trabajo directo.
Una de ellas es la de la llamada mutación de Dobzhansky, que se produce tanto en el ser humano como en chimpancés y orangutanes. En el hombre produce pancreatitis hereditaria, y en las otras especies no. Y conocer esto ayuda al estudio de esta enfermedad, ya que nos dice que hay que investigar otros genes para entender esta mutación.
Otra cosa que también a nosotros nos interesaba mucho, era el estudio del gen TRE2, que es un gen específico de homínidos. Es un gen que surge de la fusión de otros dos. En seres humanos se descubrió como oncogén, y se sabe que probablemente esté involucrado en el desarrollo de algunos tumores óseos. Hace poco también se describió que el TRE2 es uno de los factores necesarios para que el virus del SIDA infecte células humanas. Nos sorprendió ver que en el orangután el gen estaba incompleto, que no produce la proteína, cuando en chimpancés y en humanos es un gen completo que tiene esas características negativas. Esto deja una nueva vía de investigación abierta.
“Gracias a esta experiencia estamos metiéndonos en otros proyectos extremadamente interesantes, como los relacionados con el genoma del cáncer”
-¿De qué modo arroja luz este estudio para entender la evolución de los homínidos y el proceso que dio lugar a la aparición del ser humano?
-Extiende lo que ya habíamos encontrado con el chimpancé. En este caso lo que vemos es sobre todo la importancia del sistema inmune en la evolución del ser humano y también del sistema reproductivo. Si una población dentro de una especie está acumulando mutaciones, normalmente esas mutaciones se van diluyendo. Pero si esas mutaciones están asociadas al sistema reproductivo, impidiendo que esos individuos se apareen con otros no relacionados, a partir de ahí se separan las especies y esas mutaciones se fijan, porque ya no se pueden diluir entre el resto de la población.
La cuestión del sistema inmune ya es mucho más específica del ser humano. Éste estuvo a lo largo de su evolución sometido a grandes plagas derivadas de los lugares en que se vio obligado a habitar. Bajar de los árboles significa que hay más fuentes de infección posibles; empezar a vivir en ciudades, más todavía. Las concentraciones de gente implican mayor probabilidad de pandemias. Entonces los individuos con un sistema inmune más activo son los que pudieron defenderse mejor de esas enfermedades, y tener más descendientes.
La cuestión es que para una especie no es rentable tener un sistema inmune tan activo como el nuestro, a no ser que sufra esos ataques tan gigantescos. Incluso puede ser perjudicial, ya que necesitas más energía para mantenerlo y tiene más riesgo de sufrir enfermedades autoinmunes.
-¿Por qué la reorganización cromosómica es tan diferente en especies que comparten un 97% del genoma?
-Las reorganizaciones se dan siempre dentro de todas las especies, incluso dentro de individuos de la misma especie. Normalmente no tienen mayores consecuencias, pero las hay que producen tumores al irse un gen o una parte del genoma a otro sitio. Hemos visto que tal vez a consecuencia de la presión evolutiva, o simplemente por puro accidente, en algunas especies se activan mecanismos de movilidad genética y en otras al parecer no se activaron tanto. En el caso del orangután parece que fueron menos activas a lo largo de la evolución, por la razón que sea. Es muy difícil hacer una hipótesis.
-¿Qué puede explicar esta reorganización tan diferente?
-Hay algunos elementos que se conocen muy bien, son partes de genomas de virus que se incorporaron a los genomas de casi todas las especies. Casi todos los tenemos, y se sabe que en el ser humano hubo bastantes reorganizaciones debido a ellos. En cambio en el orangután parece que no, ésa es una fuente posible. Por otra parte está el propio proceso de especiación: ya se sabía que los orangutanes, al igual que los chimpancés, tienen un cromosoma extra comparados con el ser humano. El material genético es prácticamente el mismo, pero está organizado en cromosomas de forma ligeramente distinta. Es una de las reorganizaciones que pueden llevar a que unos individuos no se puedan aparear con otros.
“Ya teníamos el genoma del chimpancé, que es el primate que más se nos parece, así que queríamos conocer el del orangután, que es el más alejado del ser humano. Con este estudio podemos saber cuál es la base ancestral que existía antes de que se separaran las tres especies”
-¿Qué ha supuesto este desafío para el equipo?
-Ha requerido bastante paciencia, aunque cada vez supone menos esfuerzo, porque en este laboratorio ya tenemos la experiencia de participar en secuenciar el ser humano, el ratón, la rata, el chimpancé, el ornitorrinco, el pinzón cebra y ahora vamos a empezar con el mono tití. Así que, lógicamente, cada vez vamos más rápido. De hecho en este proyecto, por primera vez, en lugar de secuenciar a un solo individuo se tomaron varios de las dos especies de orangután existentes, que habitan en la isla de Borneo y en la isla de Sumatra. En este proyecto se tomaron cinco individuos de cada isla, es decir, de cada especie.
-¿Qué nuevos campos se abren con estas investigaciones?
-Cada vez vamos adaptando todo mejor, y de hecho con toda esta experiencia estamos metiéndonos en otros proyectos extremadamente interesantes, como los relacionados con el genoma del cáncer. Antes era impensable secuenciar con rapidez un genoma. Para secuenciar el genoma de la primera persona -de hecho era el de cinco personas-, se tardaron quince años, pero ahora estamos llegando al punto de tener un genoma casi por semana. Ahora podemos secuenciar el genoma de un tumor y compararlo con el genoma de tejidos no tumorales del mismo paciente, para ver qué mutaciones se produjeron en el desarrollo de ese tumor.

Diferenciados en un 3%Las diferencias entre los seres humanos y los orangutanes están reflejadas tan sólo en un 3% del genoma, un 1% en el caso del chimpancé. Esta pequeña cifra se traduce en noventa millones de bases. “Eso es bastante”, valora Víctor Quesada, “y desde luego muchísimo más que la variación que puedes encontrar entre dos seres humanos distintos”.
“Por otra parte”, continúa explicando, “hace tiempo que se sospecha que las diferencias entre el ser humano y estos homínidos se encuentran tanto en las secuencias de las proteínas como en el momento en que se producen esas proteínas, los estímulos a los que responden. Y eso lo entendemos mucho peor. Hace décadas que se están estudiando las proteínas, pero la regulación de la expresión de los genes es bastante más compleja, porque es muy difícil de aislar. Cuando cogemos un solo elemento es difícil que se pueda predecir cómo ese elemento encaja en una red complejísima: un gen A influye en un gen B, que a su vez influye en un gen C; y luego hay otro gen D que influye también en el gen C... se crean redes de información muy complejas. Esto es algo que habrá que investigar en un futuro”.
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