Posts etiquetados ‘Epigenética’

1. Cuando mantenemos relaciones sexuales liberamos gran cantidad de oxitocina, una hormona y neuropéptido relacionado con los sentimientos de afiliación. Es muy posible que el enamoramiento en el sentido que querer mantener una pareja estable y duradera esté provocado por la oxitocina. Ya está, el amor (o, al menos, cierta parte o perspectiva de él) es tratable científicamente. Supongamos que inventamos un fármaco que pueda bloquear la captación neuronal de oxitocina. Te ha dejado tu mujer y estás hecho polvo. No importa, tenemos la cura. O, pensemos en el caso inverso: el elixir del amor. Unas gotas de este fármaco en tu desodorante y ninguna chica querrá separarse de tu lado. El caso es que ya existe y se vende por Internet. Dudo mucho que funcione, pero de lo que no me cabe duda es de que estamos entrando en la era del control químico de la conducta. Supongamos que el spray funciona y yo me ligo a una chica mediante él ¿Ella no podría denunciar que ha sido manipulada para estar conmigo? ¿No podría aducir que he hecho casi lo mismo que si la hubiera dormido con cloroformo para aprovecharme de ella? Las repercusiones éticas de la utilización de fármacos que alteran nuestra mente va a ser un tema importante de reflexión en los próximos años.

2. La neurocientífica del MIT Rebecca Saxe afirma que el 90% de los papers publicados basados en resonancias magnéticas funcionales son dudosos (pocas muestras, escaso rigor, condiciones experimentales erróneas…), sobre todo los referidos a la corteza prefrontal, donde se dan gran cantidad de acciones entremezcladas. Fíate tu de la divulgación posterior…

3. Neolarmackismo. «Los caracteres adquiridos no se heredan» era un dogma del neodarwinismo que parece derrumbarse a pasos acelerados. El mismo Darwin vivió y murió siendo un lamarckista porque entre su teoría de la selección natural y las leyes de Lamarck no hay contradicción alguna. Pero fue a finales del XIX cuando August Weissmann realizó una serie de experimentos en los que cortaba sistemáticamente el rabo a varias generaciones de ratones. Si Lamarck tenía razón, al cabo de unas cuantas, comenzarían a nacer ratones con el rabo más corto. Sin embargo, esto no ocurría, por lo que se consideró que Lamarck quedaba definitivamente refutado. El darwinismo salió triunfante, mas cuando encajaba perfectamente con la nueva genética mendeliana y los genes, eso creíamos, no se alteraban por ningún agente ambiental. Entonces llegó la epigenética que, en principio, no tenía nada que decir a favor de Lamarck; solo afirmaba que hay factores ambientales que son capaces de regular la expresión génica y, en principio, no se heredaban. Se rompía con la idea de que la expresión de tus genes era insensible al exterior durante tu vida, pero se seguía pensando que esto no afectaba a tus hijos. Y aquí llegó lo gordo: recientes experimentos con ratones agouti muestran que alimentándolos con alimentos ricos en grupos metilo, no solo cambia su coloración, sino que su crías nacen con ese nuevo color. El proceso de metilación del ADN puede alcanzar las células germinales y, en consecuencia, hay cambios epigenéticos heredables: ¡Lamarckismo en toda regla! De momento, sabemos muy poco (este campo lleva menos de 15 años estudiándose) pero, presumiblemente en poco tiempo, comenzaremos a conocer qué factores son heredables y en función de qué. Y es que a mí de siempre me parecía algo muy obvio. La selección natural es demasiado lenta… ¿no parecía muy lógico que apareciera algún organismo capaz de hacer que su genoma aprendiera del entorno y poder transmitirlo a su descendencia? Es una excelente estrategia evolutiva tan evidente que parecía absurdo que ningún organismo hubiera evolucionado hacia ella.

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4. Metagenómica. Para saber qué especies de microorganismos proliferaban en un determinado ecosistema, se cogía una muestra y, se la aislaba y cultivaba en una placa de Petri. El problema era que, al cambiar de su entorno natural a las bacterias a la placa, unas se desarrollaban y otras no. El resultado era muy pobre ya que solo un 5% del ecosistema conseguía replicarse. Pero llegó la metagenómica con sus potentes (y cada vez más baratos) sistemas computerizados de secuenciación de genomas y la historia cambió radicalmente: ahora ya no hace falta aislar y cultivar una muestra, sino que, sencillamente, se analiza con estas potentes herramientas y, en muy poco tiempo, conseguimos tener el genoma de todos los microorganismos que allí habitan. Las posibilidades que se abren son enormes: ahora podemos tener, con un detalle inimaginable años antes, un conocimiento profundísimo de cualquier ecosistema por muy pequeño que sea. La metagenómica se ha empezado a aplicar al ser humano y sus primeros descubrimientos son ya revolucionarios: por cada célula eucariota que forma tu organismo, tienes diez veces más bacterias habitándolo (el 90%). Esta concepción ingenua de que las bacterias son «invasores nocivos» de nuestro cuerpo salta completamente en pedazos. Las bacterias pasan a ser el componente esencial de nuestra fisionomía, teniendo funciones tan importantes como las que realiza cualquier célula tradicional. Por ejemplo, según la investigadora Julie Segre, las cerca de un millón de bacterias por centímetro cuadrado que viven en la dermis de tu piel, degradan aceite para humedecerte, controlan el pH o te defienden de otras comunidades patógenas.

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5. Trasferencia horizontal de genes. Estábamos muy acostumbrados a que la única forma de que mis genes pasen a la siguiente generación era la reproducción. Sea sexual o asexual, lo normal parecía que mis genes solo pasan a otro organismo si éste es un descendiente mío. De nuevo el mundo de los microorganismos: allí es muchísimo más común la trasferencia horizontal de genes que la vertical. Bacterias y virus se pasan cadenas de ADN y ARN como si se cambiasen cromos. Esto impide una clasificación de especies a modo del clásico árbol darwiniano (aparte de complicar bastante cualquier tipo de clasificación). No se ve el típico esquema en el que una especie pasa a otra recorriendo varios tipos intermedios. La relación no es jerárquica, sino que una especie pasa genoma a otra para luego, varias generaciones más adelante, cogerle un trozo de ADN a la misma. El árbol de la vida va dejando de ser un conjunto de ramas que se alejan de su origen para asemejarse más a una enmarañada red.

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6. Y aún más sorprendente (o no tanto). La trasferencia horizontal de genes no solo afecta a virus y bacterias que, como hemos dicho, nos constituyen, sino al mismo ADN humano. Se han datado casos de bacterias que incrustan su ADN en el ADN de la célula huésped de modo que ella lo incorpora con normalidad a su funcionamiento (de nuevo epigenética). Pero, además, si uno de esos microorganismos alcanzara nuestras células germinales, su ADN se heredaría y formaría parte de la especie de modo indefinido. De hecho ya se ha encontrado dentro del genoma humano restos de ADN vírico que, además, cumplen importantes funciones (la capacidad de desarrollo de células madre nada menos) ¿Cuántas veces habrá ocurrido en la historia de nuestra especie la transferencia de ADN vírico? La historia del ser humano se hace, de nuevo, más compleja si cabe.

Durante mucho tiempo habíamos pensado que todo el desarrollo de nuestro organismo (ontogénesis) estaba determinado por un programa «a priori» inscrito en nuestro código genético. Yo heredaba mis 23 pares de cromosomas y allí había unas instrucciones muy claras. El ADN mandaba y todo el crecimiento estaba marcado de antemano sin que nada exterior pudiera cambiar la dirección del proceso. De este modo, si tuviésemos un diablillo de Laplace que conociera todos mis genes, podría predecir todo mi desarrollo hasta el momento de mi muerte. Los aspectos ambientales no tenían importancia más que como agentes mutágenos. Alguno de mis genes podría mutar y su expresión fenotípica era toda la influencia del entorno que yo podría esperar en mi ontogénesis.

Sin embargo, pronto descubrimos lo que Waddington llamó epigenética: existen factores no genéticos en el desarrollo ontogénico, desde mecanismos que regulan la propia expresión génica (de los que hablaremos ahora) hasta factores hereditarios no genéticos (¡tócate las narices Mendel que vuelve Lamarck! Esto es tan importante que se merece otro post aparte de próxima aparición). Y es que una cosa parecía muy extraña: si entre los genes encargados de la codificación de proteínas del chimpancé y del humano sólo hay un 1,06% de diferencia… ¿cómo es posible que nuestros fenotipos sean tan diferentes? Porque la diferencia reside en los patrones de expresión génica implicados en el desarrollo.

Un ejemplo de influencia del entorno en la expresión génica es el ranúnculo de agua (Ranunculus peltatus). Esta curiosa planta acuática tiene todos los genes de sus hojas exactamente iguales, pero las hojas que están por encima del agua son anchas, planas y lobuladas mientras que las que crecen por debajo son delgadas y finamente divididas. El contacto con el agua (un agente externo) cambia el fenotipo. Otro es del conejo Himalaya, que nace blanco cuando hay temperaturas muy altas y negro a temperaturas bajas. Aquí, la temperatura cambia la expresión génica. Y es que el fenotipo es el resultado de la interacción de los genes y el medio ambiente.

El conejo Himalaya nace negro si hace frío y blanco si hace calor

Pero es que la cosa se ha complicado mucho desde Mendel. Existe la dominancia incompleta (cuando el gen dominante no llega a vencer al recesivo y ambos se expresan), hay genes que modifican el efecto de otros genes (epistasis), genes que afectan a muchas características (pleiotropía), rasgos que son fruto de la interacción acumulada de muchos genes (herencia poligénica), genes que se expresan en diverso grado (expresividad variable) o, haciendo el cálculo en poblaciones, genes que aparecen mucho menos de lo que deberían (penetrancia incompleta). Y además, el fenotipo puede verse afectado por alteraciones no ya en los genes sino en los cromosomas (no sólo afectando a fragmentos o a un cromosoma como en el Síndrome de Down o en el de Turner, sino a dotaciones completas).

La biología evolutiva del desarrollo (perspectiva Evo-Devo) se ha postulado como la nueva síntesis multidisciplinar que aúna la selección natural propia del neodarwinismo con la genética del desarrollo (que introduciría los elementos epigenéticos).  Pero, centrar la atención en el desarrollo del individuo… ¿no pondrá en peligro el viejo darwinismo? Según Michael Ruse no, todo lo contrario: lo completa. Ruse subraya que en los próximos años este nuevo enfoque traerá grandes descubrimientos. Textualmente:

«Yo soy un darvinista de línea dura. Pero los puros darvinistas conocen que las nuevas ideas son desafíos y oportunidades, no barreras o impedimentos»