Próximo paso: entender el ADN en 3D

Los científicos llevan muchos años buscando fallos en las secuencias de los genes (mutaciones) para entender por qué aparecen ciertas enfermedades. Y es que, según la visión clásica de la genética, al cambiar alguna de las letras que forman la secuencia de un gen (A, C, G, T) las células producen proteínas alteradas, que a veces no funcionan correctamente y dan lugar a enfermedades. Como cuando se cambia un paso en una receta de repostería y el bizcocho no sale bien.

Más recientemente, se ha descubierto que la base genética de las enfermedades es mucho más compleja. No solo hay regiones del genoma capaces de activar o desactivar la expresión de los genes (algo así como encenderlos o apagarlos), sino que a veces estas zonas están situadas en puntos muy lejanos de las secuencias que regulan y formando una compleja red tridimensional.

Ahora, un grupo de científicos del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa (OIST) ha elaborado el catálogo más detallado hasta el momento de estas interacciones entre regiones reguladoras. La investigación, publicada este lunes en la revista « Nature Genetics», podría ser de gran utilidad para buscar la causa de muchas enfermedades genéticas, según los autores.

«Cualquier enfermedad genética está relacionada con su regulación», ha declarado Nick Luscombe, el director del equipo de científicos. «Y, cuanto más sepamos sobre la regulación de genes, más entenderemos qué es lo que puede fallar».

( Un catedrático de Genética explica la importancia de la regulación de los genes aquí).

Con ese objetivo en mente, el catálogo elaborado por estos investigadores recoge más de un millón de interacciones entre regiones reguladoras. Alrededor de 22.000 de ellas ocurren entre genes y zonas que están muy lejos, «en medio de ninguna parte», frente a las 90 encontradas por los métodos anteriores: «Teníamos el listín telefónico y sabíamos quiénes estaban haciendo llamadas, pero no sabíamos quién llamaba a quién», ha declarado Filipe Tavares-Cadete, co-líder de la investigación, para resaltar la importancia de comprender estas interacciones tan lejanas.

Pero ahora, los investigadores podrán poner el foco en esta comunicación de larga distancia. Y les resultará especialmente interesante analizar las pequeñas mutaciones que se producen en unos puntos conocidos como SNPs, de « Single Nucleotide Polymorphisms», en los que se cambia una de las letras del ADN por otra, y que podrían alterar la regulación de genes concretos.

Una base para futuras investigaciones

«Creo que nuestro estudio puede ayudar a identificar las razones por las que algunos SNPs están asociados con enfermedades concretas, a través de la búsqueda de los genes con los que interaccionan», explica a ABC Filipe Tavares-Cadete. De momento, ellos han podido identificar los genes implicados en desórdenes inflamatorios del intestino, como la enfermedad de Crohn, pero creen que su catálogo podría servir para «cualquier enfermedad que tenga su base en la regulación génica», como es el caso de algunos tipos de obesidad mórbida y la diabetes de tipo 2.

En opinión de José Manuel Sierra, catedrático de Genética en la Universidad Autónoma de Madrid, este trabajo va en la línea de las investigaciones más recientes en las que «se están investigando interacciones espaciales complejas entre distintas regiones de los cromosomas». Como resultado, considera quecada vez se aprecia más la importancia de la estructura tridimensional del ADN en la regulación de los genes y que se puede hablar de un nuevo nivel de complejidad en el genoma.

Orden dentro del caos

Con todo, esa complejidad podría resultar aplastante para las futuras investigaciones, pero en opinión de Tavares-Cadete, hay luz al final del túnel: «el genoma está organizado de una forma extremadamente compleja que ha surgido a lo largo de la evolución, pero no es completamente caótico». Por eso, recuerda que es complicado pero no imposible predecir el riesgo de padecer una enfermedad al tener una mutación en un determinado gen.

Por último, este investigador opina que cuanto mejor se entiendan estas interacciones tridimensionales y cómo influyen sobre la activación de los genes, mejor se podrá comprender el funcionamiento de las células y la causa de algunas enfermedades. Por eso, espera que esta investigación «le sea útil a otros investigadores para buscar el origen de las enfermedades que estudian».