Facultad de Ciencias Exactas y Naturales-UBA   AÑO 14 - NÚMERO 510   VIERNES, 27 DE AGOSTO DE 2004

Genes conectados en red

Según un equipo de investigadores estadounidenses, entre los que se encuentra un biólogo argentino, la configuración en red que adoptan los genes puede ser diferente en machos y en hembras. Esto podría llegar a explicar las diferencias en el comportamiento de los sexos. Se trata de un experimento realizado en moscas, cuyos resultados fueron publicados en Nature Genetics.

Por Susana Gallardo (*)

Drosophila melanogaster.

  Si un avión aterriza con retraso en un aeropuerto, los pasajeros de ese vuelo no sólo se verán perjudicados por el retraso de ese avión, sino que se verán afectadas todas las conexiones que tenían planificadas para ese día. Algo similar sucede en los genes: un pequeño cambio en uno de ellos puede afectar el conjunto de genes que conforman con él una compleja trama.

  Según trabajos recientes, los genes interactúan entre sí de maneras muy variadas. Pero un estudio publicado en Nature Genetics, en el que participó un investigador argentino, revela que estas interacciones son diferentes según el sexo.

  El doctor Juan José Fanara, docente de la FCEyN e investigador del CONICET, junto con Robert Anholt, de la Universidad de Carolina del Norte, en los Estados Unidos, y un equipo de investigadores de esa universidad, lograron determinar que una mutación en un gen vinculado con el olfato de las moscas puede producir un sinnúmero de variaciones según las interacciones que se produzcan con otros genes conectados en una red epistática.

  Pero ¿qué es una red epistática? El término epistasis designa el efecto por el cual la acción de un gen enmascara o interfiere en el funcionamiento de otros genes. Tradicionalmente se creía que un gen "a", interactuaba con otro gen "b", y éste hacía lo mismo con un gen "c". Pero ahora los investigadores consideran que la interacción no es lineal, sino que se produce en red, y la configuración de esa red varía según los individuos.

  "Cuando se perturba un gen, no se está afectando sólo a ese gen, sino que se crea un efecto como el de las ondas que se producen cuando se arroja una piedra en el agua", metaforiza Fanara.

  El objetivo del proyecto genoma es caracterizar todos los genes que dan lugar a rasgos complejos, como por ejemplo el comportamiento, que se encuentra en la cúspide de la complejidad biológica. "Nuestro propósito fue estudiar las mutaciones que pueden afectar una conducta determinada, con el fin de identificar las redes genéticas involucradas en los comportamientos complejos, como por ejemplo la conducta de las moscas ante señales olfativas, lo cual se puede medir con facilidad y es fundamental para su supervivencia", explica Fanara, en su laboratorio del Departamento de Ecología, Genética y Evolución de la FCEyN.

Una cuestión de olfato

  El trabajo se orientó, entonces, a desentrañar el funcionamiento del olfato en moscas de la especie Drosophila melanogaster, vastamente empleada en investigación y cuyo genoma se encuentra totalmente identificado.

  En un trabajo previo, se habían hallado catorce genes que estaban vinculados con el olfato de este insecto y que constituían una red epistática. Lo que hicieron los investigadores fue producir un cambio en un gen mediante la inserción de un trozo de ADN al azar -lo que se denomina trasposón- y trataron de determinar genes involucrados en el olfato a partir de esa modificación. "Dado que sabemos cuál es la secuencia del ADN insertado y que se conoce también todo el genoma de Drosophila, mediante técnicas moleculares fue posible identificar los genes afectados", explica Fanara. Luego los investigadores analizaron un total de ocho mil genes (de los 13 mil que conforman el genoma de la mosca) para ver cuáles se veían afectados por la mutación de cinco de los genes identificados previamente.

  Los investigadores pudieron detectar más de 500 genes que fueron alcanzados por la "onda expansiva" de la mutación. Observaron, por ejemplo, que algunos quedaban bloqueados mientras que otros aumentaban su expresión, es decir, su actividad. Las interacciones en red se deducen al examinar el fenotipo, es decir, la manifestación de la expresión de los genes. En otras palabras: unos 500 genes parecían estar ligados a los cinco genes del olfato empleados en el estudio, pero había que confirmar si esos cambios en los genes se manifestaban en el comportamiento de las moscas.

  Para ello, en numerosos y sucesivos experimentos Fanara fue colocando cinco moscas, separadas por sexo, en tubos donde previamente se había introducido un repelente. En cada uno de los tubos se compararon insectos normales con otros que tenían una mutación. Si la modificación afectaba un gen vinculado al olfato, las moscas serían incapaces de oler el repelente. Y esto se podía observar sin dificultad: las que no podían oler se movían de manera indiferente en el interior del tubo, sin darse cuenta de la presencia del repelente. En cambio, aquellas cuyo olfato no había sido afectado, se apretujaban en el fondo del tubo, bien lejos del repelente.

Diferencias entre los sexos

  Lo interesante del experimento fue que los genes afectados eran distintos en machos y en hembras. Es decir, las redes de genes tendrían una configuración diferente según los sexos.

  El hecho de que los genes actúen en red permite explicar, por ejemplo, por qué un mismo medicamento puede producir efectos tan variados en las personas. Las diferencias entre un individuo y otro ya no estarían determinadas sólo por pequeñas variaciones en los genes sino, además, por cambios en la configuración de las redes. El conocimiento de estas redes será fundamental para alcanzar el objetivo de diseñar drogas "a medida" de cada paciente.

  Pero tal vez lo más importante sea que este trabajo, según señala Fanara, "es la primera evidencia de que las redes son diferentes en machos y en hembras". Este hallazgo podría explicar los comportamientos tan distintos en hombres y mujeres.

  Lo cierto es que la determinación del genoma humano no permite develar todos los misterios de la vida, como se creyó en un primer momento. Los hechos demostraron que la realidad es mucho más compleja aún. "El conocimiento del genoma abre más interrogantes de los que responde", concluye Fanara.

(*) Centro de Divulgación Científica, FCEyN.

Tipos de ADN que vinculan proteínas.

(*) Centro de Divulgación Científica - FCEyN.