Una nueva investigación sostiene que la herencia que transmitimos a las siguientes generaciones no está solo en el ADN, sino en el interior de cada célula individual
(ABC) Hasta ahora, se había considerado el ADN como el «manual de instrucciones» para construir cualquier organismo vivo. Dentro de cada célula de nuestro cuerpo existe una copia de ese ADN, y la información que almacena es la que transmitimos a nuestra descendencia. Pero Antony Jose, un veterano biólogo molecular de la Universidad de Maryland, no está de acuerdo con esa visión general. Y en dos nuevos artículos científicos recién publicados en el Journal of the Royal Society Interface y la revista BioEssays afirma que el ADN solo es «la lista de ingredientes», y no el conjunto de instrucciones utilizadas para construir y mantener un organismo vivo. Esas instrucciones, dice, son mucho más complejas y se almacenan en el interior de cada célula individual, que «decide» cómo y en qué medida utilizar los ingredientes disponibles en el ADN.
De este modo, y después de más de 20 años de investigación genética, Jose ha descrito un marco de referencia completamente nuevo para explicar la herencia. En su opinión, los científicos que estudian y tratan enfermedades hereditarias podrían estar pasando por alto una valiosa información, ya que la creencia actual sobre la evolución se ha centrado demasiado en el genoma, que contiene todo el ADN de un organismo.
«El ADN -explica José- no puede verse como el 'modelo' para la vida. En realidad es, en el mejor de los casos, una lista de ingredientes superpuestos y potencialmente codificados que las diferentes células usan de forma diferente en momentos diferentes».
Por ejemplo, el gen para el color de los ojos existe, como todos los genes, en cada una de las células del cuerpo, pero el proceso que produce la proteína que determinará cuál va a ser el color de los ojos solo sucede durante una etapa específica del desarrollo, y únicamente en las células que constituyen la parte coloreada de los ojos. Y esa información no está almacenada en el ADN.
Además, y solo leyendo el ADN, ningún científico es capaz de determinar cuál será la forma final de un órgano, como un ojo, o de saber si efectivamente una criatura tendrá, o no, ojos. Para Jose, esos aspectos fundamentales de la anatomía están dictados por algo que está fuera del ADN.
Jose argumenta que estos aspectos del desarrollo, que permiten que un óvulo fertilizado pase de ser una sola célula a un organismo complejo, deben considerarse como una parte integral de la herencia. El nuevo marco establecido en su investigación, en efecto, reestructura la herencia como un sistema de información complejo y en red en el que el conjunto de todas las moléculas reguladoras que ayudan a la célula a funcionar constituyen un «almacén» de información hereditaria.
Este novedoso enfoque podría ayudar a responder muchas preguntas que la visión actual de la biología, centrada en el genoma, no consigue abordar. En sus artículos, Jose propone que las instrucciones no codificadas en el ADN están, en realidad, contenidas en la disposición de las moléculas dentro de las células y en las interacciones entre ellas. Esa disposición es lo que se conserva y se transmite de una generación a la siguiente.
Tres componentes esenciales
En sus artículos, el investigador redefine la herencia, que vendría dada por los efectos combinados de tres componentes: entidades, sensores y propiedades.
Las entidades incluyen el genoma y todas las demás moléculas que hay dentro de una célula y que se necesitan para construir un organismo. Esas entidades pueden cambiar con el tiempo, pero se recrean conservando siempre su estructura, disposición e interacciones originales al comienzo de cada nueva generación.
«Este aspecto de la herencia -explica Jose-, el hecho de que la disposición de las moléculas sea similar a través de las generaciones, ha sido profundamente desestimado y conduce a todo tipo de malentendidos sobre cómo funciona la herencia».
Los sensores, por su parte, son entidades específicas que interactúan y reaccionan ante otras entidades o ante su entorno. Los sensores responden a ciertas propiedades, como la disposición de una molécula, su concentración en la célula o su proximidad a otra molécula.
Juntas, las entidades, los sensores y las propiedades permiten que un organismo vivo detecte o «sepa» cosas sobre sí mismo y su entorno. Parte de ese conocimiento se usa junto con el genoma a la hora construir la siguiente generación de cualquier ser vivo.
«Este marco teórico -asegura el investigador- se basa en años de investigación experimental en muchos laboratorios, incluido el nuestro, sobre epigenética y silenciamiento genético multigeneracional combinado con nuestro creciente interés en la biología teórica. Dado que dos personas que contraen la misma enfermedad no muestran necesariamente los mismos síntomas, necesitamos entender todos los aspectos en los que dos personas pueden ser diferentes, y no solo sus genomas».
Según Jose, lo peor de seguir manteniendo una visión de la herencia centrada únicamente en el genoma es que los científicos pueden estar perdiendo oportunidades para combatir enfermedades hereditarias y para comprender los secretos que encierra la evolución.
En Medicina, por ejemplo, la investigación de por qué las enfermedades hereditarias afectan a cada individuo de forma diferente se centra en las diferencias genéticas y en las diferencias químicas o físicas. Pero el nuevo marco desarrollado por Jose sugiere que los investigadores deberían fijarse también en las diferencias no genéticas entre las células de esos enfermos, como por ejemplo la disposición de las moléculas y sus interacciones. Sin embargo, en la actualidad los científicos no disponen de métodos para medir algunas de estas cosas, por lo que el trabajo de Jose apunta a nuevas vías potencialmente importantes para la investigación.
El nuevo marco de referencia sugiere que los organismos podrían evolucionar a través de cambios en la disposición de las moléculas sin que eso implique cambios en su secuencia de ADN. Y aplicado a la ciencia de la conservación, el trabajo sugiere también que los esfuerzos por preservar especies en peligro a través de bancos de ADN carecen de la información crítica almacenada en moléculas que no son de ADN.
El investigador admite que se generará un gran debate sobre estas ideas, y que se necesitan experimentos concretos que ayuden a probar sus hipótesis. Aunque, dijo, los comentarios preliminares de la comunidad científica han sido muy positivos.