El genoma de la que durante años ha sido la mascota oficial de los estudios genéticos, la mosca de la fruta Drosophila melanogaster, acaba de ser secuenciado por completo y estará disponible para los científicos de todo el mundo. Según sus autores, coordinados por el polémico Craig Venter, de Celera Genomics, a este avance, que se publica hoy en Science, se podrá sumar pronto la finalización del borrador del mapa genético humano, disponible seguramente a finales de año.
El genoma de la mosca Drosophila melanogaster, uno de los animales empleados como organismo modelo en la investigación biológica de animales más complejos, codifica cerca de 13.600 genes y, según el trabajo que merece la portada de hoy en Science y una decena de artículos explicativos, contiene una secuencia de nucleótidos de 120 megabases de porciones eucromáticas. La investigación, coordinada por Gerald Rubin, de la Universidad de California, en Berkeley, y por Craig Venter y Mark Adams, de Celera Genomics, en Rockville, Estados Unidos, ha empleado el método de secuenciación genómica denominado en escopeta -genome shotgun sequencing-. "Con ello, hemos demostrado la utilidad de este método, que ya estamos empleando en el mapa genético humano".
Segmentos
Dicho sistema consiste en fragmentar el genoma del organismo en segmentos manejables; dichas piezas son clonadas y secuenciadas múltiples veces para recolocarlas en los segmentos de forma solapada y así reconstruir la secuencia completa del genoma. La dificultad radica en resituar el material genético de nuevo, ya que muchas piezas del código genético pueden confundir los esfuerzos realizados para colocar los segmentos en su correcto y único lugar, explica el profesor Eugene W. Myers, de Celera Genomics.
Todo este esfuerzo es valiosísimo para la biología y la medicina humana, advierten Thomas B. Kornberg y Mark A. Krasnow, de la Universidad de California, en San Francisco. "Conocer el genoma completo de la Drosophila nos permitirá avanzar en el conocimiento de otras áreas de la biología de esta mosca, que tienen implicaciones fundamentales para la biología humana".
El mapa completo de la Drosophila melanogaster identificará muchos genes candidatos equiparables con otros humanos. "De los 289 defectos genéticos que se sabe que causan enfermedades en humanos -dice Rubin-, hemos encontrado homólogos en la Drosophila para el 60-70 por ciento de los genes involucrados en tumores humanos, así como los genes homólogos del tau y Parkin, implicados en el Parkinson, el gen tumor supresor p53, el comprometido en la neoplasia endocrina múltiple tipo 1, y otros que acaban de ser descubiertos gracias al mapa genético. En este sentido, en breve localizaremos los homólogos de la insulina y de los receptores para la somatostatina, vasopresina, leutropina, la hormona estimuladora de tiroides y otras hormonas".
Y en un futuro próximo puede que la mosca de la fruta desvele nueva información sobre cuestiones celulares, fisiológicas o de regeneración de órganos. "Por ejemplo, algunas enfermedades renales humanas están asociadas con defectos de genes implicados en el transporte de electrolitos y fluidos; en este caso, los ortólogos de la Drosophila de estos genes encontrados en la secuencia completa pueden estimular nuevos ensayos sobre la fisiología y función de los túbulos de Malpigio, que actúan como riñón en la Drosophila". Los expertos señalan que las investigaciones se dirigen al estudio del comportamiento, la neurodegeneración, el envejecimiento y el desarrollo de nuevos medicamentos.
Grupo selecto
La Drosophila melanogaster se une así al cada vez más amplio grupo de microorganismos cuyo genoma ha sido totalmente secuenciado, y se convierte en una herramienta útil de comparación. Rubin añade, como ejemplo, que se ha podido descubrir un gen en la mosca que, cuando se encuentra alterado, interrumpe las funciones de sus células mecanorreceptoras. "Este modelo puede resultar efectivo para el estudio de las anomalías auditivas de los humanos".(Science 2000; 287: 2.186-2.274).
Posibilidad de estudiar los genes simultáneamente
El número de genes es sólo el doble que el de la 'S. cerevisiae'
Una de las sorpresas que arroja su secuenciación es que la mosca de la fruta sólamente posee el doble de genes que la levadura. "La levadura es un hongo de células simples, por lo que el hecho de que Drosophila únicamente precise el doble de genes para volar, poseer tejidos, nervios, músculos, memoria y otros comportamientos complejos como el ritmo circadiano resulta sorprendente", asegura Gerald Rubin, director del Proyecto Genoma Drosophila, que comenzó en 1991 y al que en 1998 se unió Craig Venter y sus 300 secuenciadores de 300.000 dólares cada uno de Celera Genomics.
El experto destaca que este hallazgo, que estará a disposición de los científicos de todo el mundo a través de Genbank, la base de datos genética de los Institutos de Salud de Estados Unidos, facilitará la búsqueda simultánea de múltiples genes para comprender las vías de señales de transducción que regulan el proceso celular. "Vamos a poder conocer las funciones que están desarrollando los genes gracias a los 5.000 investigadores de todo el mundo que trabajan con la Drosophila".
Entre todas las puertas que puede abrir el genoma de la Drosophila melanogaster, el equipo, en el que se encuentra una representación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) de Madrid, entre la que está el profesor Juan Modolell, destaca su potencial papel para conocer las características moleculares de los cromosomas que conforman este rompecabezas. Así, el análisis de la secuencia de 2,6 megabases del ala del cromosoma X de la Drosophila ha identificado 273 genes.
Los investigadores aseguran que los análisis de secuencia revelaban que la región del complejo ancho comprime un total de 154 kilobases de ADN flanqueados por 1,2 kilobases de repeticiones invertidas, cada una de ellas compuestas de 350 satélites de pares de bases. "Así, algunos aspectos de la estructura del cromosoma pueden desvelarse directamente dentro de la secuencia de ADN".
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