GENOMICA en Nuestro País

GENES… Y SU SILENCIAMIENTO 


En 1986, un estudio realizado por Richard Jorgensen, de la Universidad de Arizona,  investigaba sobre el color de las petunias. En el ensayo, agregó  una copia extra del gen relacionado con los pigmentos. Sorprendido, en lugar de obtener petunias con colores más intensos, observó que aparecían flores blancas o parcialmente blancas. 
Fenotipo de las flores de petunias a las que se les agregó copias extras del gen clave para la producción de  pigmentos. Izquierda: flor de la planta no transgénica; centro y derecha: distintas  líneas transgénicas. Extraído del artículo de Matzke MA y col. 2004, PLoS Biol 2 (5):e133.

“Ese fue el comienzo de lo que se conoce como silenciamiento génico, un término que se usa para describir el apagado de un gen que se encuentra activo”, explica Pablo Manavella, investigador adjunto del CONICET,  que desarrolla sus actividades en el Instituto de Agrobiotecnología del Litoral (IAL UNL-CONICET) y es docente de la Facultad de Bioquímica y Ciencias Biológicas (FBCB). 

El silenciamiento génico consiste en evitar que un gen activo, llegue a traducirse en una proteína activa. Este proceso ocurre de manera natural en los organismos eucariotas (animales, plantas, personas y hongos) y permite obtener una respuesta génica rápida ante una necesidad.  Explica como se pudo identificar el rol que cumple el complejo de ocho proteínas,  que es el encargado de mediar en la transcripción, y transportarlos dentro del núcleo hasta los centros de procesamiento en el silenciamiento génico.  

“En las plantas, cuando se enfrentan a una condición estresante, como un cambio abrupto en la temperatura ambiental, se produce un cambio en la expresión de ciertos genes para adaptarse a dicho estrés. El problema es que una vez que los genes se expresan sus productos pueden tener una vida muy larga dentro de la célula, y si no desaparecen a tiempo, la planta puede morir por no responder adecuadamente al estrés”, explica el investigador. 

Manavella indica que el silenciamiento génico puede lidiar con este problema, eliminando rápidamente mensajeros (moléculas de ARN) y proteínas, que puedan ser mortales para una planta frente a una condición dada. El estudio de Manavella, fue publicado en la prestigiosa revista Plant Journal.  

“La identificación en el transporte de precursores de micro ARN marca un hito en este área de estudio, ya que devela uno de los pasos desconocidos en la vida de estas pequeñas moléculas”, explica el investigador que hace un año volvió de Alemania y que para realizar este trabajo contó con fondos internacionales como el Human Frontier Science Program,  financiamiento especial de Max Planck Society y el International Center for Genetic Engineering and Biotechnology.  

“Nuestra investigación se centró en el estudio de la proteína más grande del complejo y la que se considera central”, aclara. “Hasta ahora se desconocía cómo un precursor de microARN, que es transcripto en una estructura nuclear llamada nucleosoma, era capaz de llegar hasta los centros de procesamiento para dar origen a los microARNs (microARN silenciados) maduros”, dijo el investigador. 

En pocas palabras, lo que Manavella descubrió es la ruta por la que viajan los microRNAs para dar inicio a uno de los complejos mecanismos de respuesta frente al estrés. Este hallazgo,  significa un gran avance para la investigación básica en biología molecular de plantas, y puede tener un impacto altísimo a nivel biotecnológico y terapéutico. 

Actualmente, se ha empleado silenciamiento génico artificial para apagar genes no deseados en plantas de interés comercial, por ejemplo genes que producen los alérgenos en maní o ciertas toxinas de algodón. Incluso, hay investigaciones aplicadas en tomate donde se silencia un gen que regula la hormona encargada de la maduración, bloqueando temporalmente la maduración del fruto, efecto muy importante para mejorar la exportación y el traslado de un producto tan delicado. 

Gracias a la investigación de Manavella, la ciencia avanzó un paso más, y en el futuro será más simple producir plantas que reaccionen mejor frente a situaciones de estrés. 

Universidad Nacional del Litoral- Septiembre 2015

GENES… 

Desde que Watson y Crick formularon la estructura del ADN (Acido desoxirribonucleico) en 1953, pasó mucho tiempo y esfuerzo, pero queda muchísimo por descifrar. Sólo se halló la punta del iceberg. 

El ADN  está formado por una base nitrogenada (adenina, timina, citosina o guanina), un azúcar (la desoxirribosa) y ácido fosfórico, unidos en forma de cadena espiralada y sostenida con otra cadena similar por medio de puentes de hidrógeno, como si fueran peldaños en una escalera. 

Cada porción sirve para guardar información sobre la célula y el organismo al que pertenece.  Pero de nada serviría si no puede “salir del archivo” (que es el núcleo de la célula) y cumplir su función. 

El encargado, entonces, es el ARN, una molécula muy parecida al ADN, pero con una base diferente (uracilo en lugar de timina) y ribosa en lugar de desoxirribosa.  NO forma puentes en doble cadena. Esto permite que tenga un tamaño mucho más pequeño y pueda “salir” del núcleo celular llevando el mensaje hasta el citoplasma donde será decodificado. 

Allí se forman los aminoácidos, (“ladrillos” que generan proteínas), produciendo lo que el organismo necesita para vivir y desarrollarse. Existen 3 tipos. ARNt: de transferencia (decodifica en mensaje en el ribosoma), ARNm: mensajero (lleva el mensaje) y ARNr: ribosomal (forma el ribosoma). 

Un GEN es la secuencia que puede decodificarse en un mensaje. Existen gran cantidad de secuencias que no proveen información para la célula. 

En este proceso, los microARN son esenciales. Estas pequeñas moléculas de 21 a 22 nucleótidos de largo, (casi 0,0000007 milímetros de longitud), pueden regular la expresión de otros genes. Estudios recientes demuestran que los microARN son responsables de disparar el mecanismo de silenciamiento génico. 

BIOBANCO GENOMICO- PoblAr 

Recientemente, se firmó la carta de intención para la creación entre la ANLIS (Administración Nacional de Laboratorios e Institutos de Salud –Dr. Carlos G. Malbrán) y las Universidades Nacionales de Misiones, Jujuy y Córdoba, relevante para la investigacion y desarrollo en temas biomédicos genéticos. 

El proyecto del Centro de Referencia y Biobanco Genómico de la Población Argentina (PoblAr), pretende desarrollar y poner en funcionamiento un sistema de toma de datos de bio especímenes genómicos. 

Estarán regulados éticamente y respaldados por los Ministerios de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva y de Salud. Pondrá el enfoque en las características genéticas, fenotípicas y el entorno socio-cultural de la población argentina. 

El Dr. Salvarezza, presidente del CONICET, reflexionó: “Hemos demostrado que somos capaces de hacer tecnología de altísimo nivel, desde satélites hasta biotecnología. Está en nosotros crear los canales que permitan transferir el conocimiento, y de la Sociedad y el Estado de utilizarlo para el progreso del país”.

El Interventor de la ANLIS, Dr. Leibovich, destacó que: “Es un ejercicio de soberanía científica tendiente a dotar al sistema de investigación biomédica de datos novedosos y valiosos a largo plazo con el Estado como un actor central de la investigación y el desarrollo de productos biomédicos”. 

CONICET- Noviembre 2015