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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.

Un freno para genes con impulso.

Freno genético - Quilo de Ciencia podcast - CienciaEs.com

Los impresionantes avances en biología molecular de las últimas décadas han permitido el desarrollo de herramientas moleculares capaces de modificar incluso las leyes tradicionales de la genética. Una de estas leyes sostiene que, en la reproducción sexual, los nuevos organismos generados heredan de cada uno de los progenitores un gen (en realidad un alelo, es decir, una variante de un gen).

Y bien algunas técnicas de manipulación de genes permiten soslayar esta ley y conseguir que, al menos en uno de los genes, un nuevo organismo generado por reproducción sexual sea genéticamente idéntico a uno de sus progenitores.
La idea simple es que cuando en una célula se encuentren la variante A, procedente de un progenitor, y la B del mismo gen procedente del otro, la variante A debe haber sido manipulada de tal manera que sea capaz de transformar a la variante B en A. Así, finalmente tendremos un organismo AA, con ambas variantes idénticas a las de uno solo de los progenitores.

Este proceso de manipulación se ha denominado genética dirigida o genética con impulso. La manipulación realizada permite, en efecto, dirigir la expansión de una variante determinada de un gen en la población de organismos de una especie dada. Claramente, esa variante recibe un “impulso” expansivo.
La técnica del impulso genético puede ser también utilizada para conducir variantes génicas deseadas que se expandan muy rápidamente, por ejemplo, la resistencia a herbicidas, y también puede ser utilizada para conducir a la extinción a poblaciones animales dañinas. Entre ellas, se incluyen los mosquitos que transmiten enfermedades tan graves y prevalentes en el mundo como la malaria, o las fiebres dengue o zika.

Por supuesto, una técnica tan poderosa para manipular no ya organismos individuales, sino especies enteras, no está exenta de riesgos o malos usos potenciales. Algunas consecuencias no intencionadas del empleo de la genética dirigida pueden ser que una variante génica no solo se extienda por la población que queremos afectar, por ejemplo, la de un mosquito en un área geográfica determinada, sino que se extienda por la especie en todo el mundo.
Para evitar las consecuencias no deseadas o imprevistas, científicos de la Universidad de California han conseguido recientemente desarrollar dos mecanismos de frenado diferentes para los genes con impulso. Puesto que la mayoría de los genes con impulso utilizan la tecnología CRISPR para la manipulación genética, los frenos desarrollados por los investigadores utilizan el enzima Cas9, que es necesario para que esta tecnología funcione. Esto, en resumen, quiere decir que los frenos utilizan el propio impulso para frenar. Sería como si al acelerar un vehículo, esta aceleración llevara inherente en ella el propio frenado cuando fuera necesario y nunca dejara al vehículo sobrepasar una determinada velocidad o recorrer más distancia de la previamente establecida.

Sin embargo, el empleo, primero, de genes con impulso y, después, de genes de frenado no deja al genoma de los organismos como si nada hubiera sucedido. Las huellas de la batalla genética quedan patentes en el genoma. Estas huellas no se espera que acarreen, en general, graves consecuencias, pero en algunas ocasiones las huellas podrían ser la semilla para la generación de problemas imprevistos.

Referencia:
Xiang-Ru Shannon Xu et al. (2020) Active Genetic Neutralizing Elements for Halting or Deleting Gene Drives. Molecular Cell https://doi.org/10.1016/j.molcel.2020.09.003

Jorge Laborda, 27 de septiembre de 2020

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