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Quilo de Ciencia

El quilo, con “q” es el líquido formado en el duodeno (intestino delgado) por bilis, jugo pancreático y lípidos emulsionados resultado de la digestión de los alimentos ingeridos. En el podcast Quilo de Ciencia, realizado por el profesor Jorge Laborda, intentamos “digerir” para el oyente los kilos de ciencia que se generan cada semana y que se publican en las revistas especializadas de mayor impacto científico. Los temas son, por consiguiente variados, pero esperamos que siempre resulten interesantes, amenos, y, en todo caso, nunca indigestos.

Ministerio de Ciencia e Innovación

Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología

Universidad de Castilla - La Mancha

Un gen Speedy Gonzales

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Son numerosos los ejemplos de funciones diversas y sorprendentes para la misma proteína

Una de las mayores complejidades de la biología molecular, con la que no resulta fácil vivir a los que nos dedicamos a este área del conocimiento, es que una misma molécula puede desempeñar en diversas células varias funciones aparentemente no relacionadas. Al investigar qué función desempeña un determinado gen o proteína en un tipo de células, no es inusual encontrar y comprobar que el mismo gen o proteína, es decir, la misma molécula, desempeña también una función aparentemente diferente en otro tipo celular.

Para entender mejor esta situación, podemos imaginar que un mismo tipo de tuerca en un motor desempeña una función cuando está sujetando un tornillo de una biela, por ejemplo, y una función diferente cuando sujeta un tornillo de un soporte cualquiera. Dependiendo de dónde se encuentra la tuerca y con qué otras piezas interacciona, la función puede ser una o u otra. Es más, la avería que se generaría sería diferente de ser la tuerca defectuosa en un lugar, pero no en el otro.

Lejos de constituir una curiosidad académica, la diversidad de funciones para una misma molécula es, bien al contrario, un problema que debe ser tenido en cuenta si deseamos un día utilizar el conocimiento adquirido sobre la función de genes y proteínas para intentar curar enfermedades o, al menos, mitigarlas. Si una misma proteína desempeña funciones diferentes en, pongamos por caso, las neuronas y el músculo, está claro que un medicamento que actúe sobre ella afectará a las neuronas y también al músculo. En estos casos, un mismo fármaco podría generar efectos secundarios inaceptables.

EVA

Son numerosos los ejemplos de funciones diversas y sorprendentes para la misma proteína, no solo en diversas células, sino también en diversos momentos del desarrollo embrionario. Algunos son realmente muy curiosos. Tomemos si no la proteína llamada Rev-ErbA-alfa, que llamaremos aquí “Eva” para simplificar. El gen que produce esta proteína fue identificado en 1990. Subsiguientes estudios comprobaron que “Eva” se encontraba presente en varias regiones del cerebro, en el hígado y en el tejido adiposo, pero solo se encontraba en pequeñas cantidades en el músculo.

El estudio de su estructura molecular condujo más tarde a la conclusión de que “Eva” era una proteína que participaba en el control del funcionamiento de algunos genes, a los que se unía. De hecho, “Eva” era una proteína que disminuía o impedía el funcionamiento de los genes con los que interaccionaba: era una represora del funcionamiento de los genes.
Y es que para que las células desempeñen correctamente sus funciones, tan importante resulta que pongan en marcha los genes adecuados, como que “apaguen” los genes innecesarios en el momento correcto. Así, se comprobó que cuando las células precursoras se convertían en células adiposas, el gen de la proteína “Eva” se ponía a funcionar con intensidad. Esto conllevaba el apagado de todos los genes con los que “Eva” interacciona, que, al parecer, no son compatibles con la función de la célula adiposa. El nivel de “Eva”, de hecho, continúa siendo muy elevado en la célula adiposa adulta.

EVA Y EL METABOLISMO

La evidencia definitiva para la función de un gen o de una proteína se intenta conseguir con animales genéticamente modificados, a los que se ha eliminado el gen bajo estudio. La ausencia del gen produce, aunque no siempre, efectos que permiten adquirir una idea bastante aproximada de su función desde el punto de vista no ya molecular, sino del organismo en su conjunto. La eliminación del gen “Eva” en ratones permitió descubrir el pasado año que estos animales tienen alterado el metabolismo de lípidos y carbohidratos y que se convierten fácilmente en obesos. Así pues, parecía claro que esta proteína tenía que ver con el control del metabolismo y, posiblemente, desempeñará esta función no solo en el tejido adiposo, sino también en el hígado, el cerebro o incluso el músculo.

Sin embargo, no es exactamente así. Un estudio reciente realizado por investigadores franceses y publicado en la revista Nature Medicine, revela ahora que las células musculares de ratón que carecen del gen “Eva” poseen mitocondrias defectuosas, por lo que los ratones carentes de este gen en el músculo no pueden correr tan rápido como los que lo poseen. Como sabemos, las mitocondrias son los orgánulos generadores de energía química a partir de la oxidación de grasas y azúcares. Sin duda, una deficiente generación de energía impide a las fibras musculares contraerse todo lo rápidamente que pueden, lo que impacta en la velocidad que podrán alcanzar los ratones a la carrera.

Para confirmarlo, los investigadores generaron también un ratón genéticamente modificado con cantidades incrementadas del gen “Eva”, o trataron a ratones normales con un fármaco que potencia la acción de esta proteína. En ambos casos, los ratones son más rápidos de lo normal. Propongo llamar a esta nueva raza de ratones, rápidos corredores, con el nombre de Speedy Gonzales, como resulta obvio.

Desde un punto de vista puramente teórico, todos estos descubrimientos permiten ahora explorar si la obesidad de los ratones carentes del gen “Eva” se debe también a defectos en las mitocondrias, lo que puede ser importante para tratar o prevenir la obesidad. Desde un punto de vista práctico, existe también la posibilidad de una nueva clase de dopaje deportivo, mediante fármacos (que ya existen) que actúen sobre el gen “Eva” e incrementen la capacidad atlética al aumentar el número o mejorar la función de las mitocondrias. El conocimiento no es ni bueno ni malo, sino solo nuestras intenciones al utilizarlo.

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