Los gusanos moldearon nuestro genoma

En años recientes se han detectado numerosas instancias que estuvieron bajo selección positiva durante la evolución humana, sin embargo, resulta muy difícil identificar los factores ambientales que hicieron posible este proceso. El clima ha sido considerado tradicionalmente el factor más importante, pero el estudio de Fumagalli et al. (2011), sugiere que es la adaptación a patógenos, en especial gusanos parasíticos, la que ha jugado un papel más relevante.

La peste negra

La peste negra azotó Europa durante el siglo XIV, causando la muerte de la mitad de la población del viejo continente en sólo cinco años. Aunque la enfermedad reapareció varias veces, y la bacteria responsable (Yersinia pestis) todavía circula en las poblaciones humanas, ninguno de los brotes posteriores al de 1347 causó la devastación del primero. Utilizando restos de víctimas de aquélla epidemia, Bos et al. (2011) lograron elucidar el genoma de este patógeno medieval, que resultó ser sorprendentemente similar al de las cepas contemporáneas.

El milagro revelado

La fruta milagrosa (Synsepalum dulcificum) es una planta de África occidental. Cuando sus frutos entran en contacto con la lengua humana, los sabores ácidos se tornan dulces durante algún tiempo. Se sabe que los nativos africanos la utilizaban como edulcorante y desde hace algún tiempo se identificó a la miraculina, una proteína producida por la planta que es responsable del cambio de sabor; sin embargo, el mecanismo de acción de la miraculina es desconocido, en parte porque es difícil de cuantificar y estudiar. Recientemente, Koizumi et al (2011), desarrollaron un sistema experimental que les permite cuantificar la acción de la miraculina e identificaron un receptor humano que parece ser el blanco de esta singular proteína.

Cerebros diferentes

Los insectos sociales como la abeja mielera (Apis mellifera) vive en colonias formidables basadas en una estricta división del trabajo entre sus integrantes. Dicha división, se logra gracias a diferencias morfológicas y de comportamiento entre las diferentes castas dentro de la misma colonia; lo más interesante es que tanto las abejas obreras, como la abeja reina, son hermanas con la misma información genética. ¿Cómo un mismo genoma da lugar a organismos tan diferentes? se trata de un problema fundamental de la biología contemporánea, en el que los procesos epigenéticos son particularmente relevantes. El trabajo de Lyko et al. (2010), sugiere que la metilación del ADN podría ser la respuesta en el caso de las abejas.

Corazones cambiantes y cerebros estables

Además de genes, uno de los tipos de elementos funcionales que tienen los genomas son los enhancers, secuencias de ADN que producen un aumento en la expresión de genes cercanos. La estrategia básica para su detección consiste en comparar de genomas de especies diversas y buscar secuencias compartidas; la suposición subyacente es que si una secuencia ha sido conservada por la evolución debe tener alguna función. De esta forma se han encontrado muchos enhancers importantes para el desarrollo, en especial del cerebro ya que una buena parte se encuentran en todos los vertebrados. Sin embargo, para otros tejidos, en especial el corazón, este enfoque no ha resultado de mucha utilidad.

Un orden subyacente

Si pudiéramos ver en el interior de una célula, probablemente nos impresionaría la inmensa variedad y cantidad de moléculas que ahí se encuentran. No se trata de un espacio acuoso fundamentalmente vacío sino todo lo contrario, es un ambiente extremadamente denso y complejo, con colisiones constantes y reacciones químicas ocurriendo en todo momento y por todas partes. Sin embargo, en medio de este caos aparente, las células son capaces de generar energía, responder a estímulos, comunicarse con otras células, reproducirse y mantener una organización que desafía a la segunda ley de la termodinámica.

La ciencia por gamers

Uno de los fenómenos que acompañaron la popularización de la Internet fue la aparición de juegos en línea y de comunidades de gamers que invierten tiempo y esfuerzo en los mismos. Los miembros de estas comunidades desarrollan habilidades lógicas, visuales, de detección de patrones, entre otras, que un grupo de científicos decidió aprovechar en uno de los problemas más complejos de la biología computacional: la predicción de la estructura tridimensional de una proteína.

Entendiendo comunidades sencillas

Para estudiar las comunidades microbianas en condiciones naturales, es necesario desarrollar técnicas que examinen simultáneamente la fisiología de los organismos a nivel molecular y las interacciones a nivel del ecosistema. La metagenómica permite investigar que funciones fisiológicas pueden ser realizadas por los organismos en una comunidad, pero no nos permite distinguir entre funciones activas, en el momento del experimento, y funciones potenciales. Para salvar este problema, un grupo de científicos estableció un protocolo de proteómica ambiental y lo aplicó al estudio de la comunidad microbiana en el drenaje de una mina.

Conociendo a nuestros inquilinos

Desde hace muchos años se sabe que los seres humanos vivimos en simbiosis estrecha con una multitud de microorganismos, en particular en el tracto digestivo. Sin embargo, la magnitud de esta interacción apenas empieza a ser entendida gracias al desarrollo de la metagenómica. El Consorcio Internacional para el Microbioma Humano (IHMC) ha elaborado un plan para desarrollar el conocimiento en este aspecto de la salud humana ,y recientemente ha presentado los primeros resultados.

¿ADN basura? Nuevamente sin función

Cuando se inició el proyecto del genoma humano la mayoría de los científicos estimaban que el número total de genes que encontrarían sería de al menos unos cien mil; sin embargo, conforme avanzaban se hizo evidente que el número era mucho menor (la mayoría de los estimados actuales están alrededor de 22 mil) y que la mayor porción del genoma, alrededor del 98%, no contiene genes. Algunos llamaron a esta parte del genoma ADN basura, sugiriendo que carece de función; y desde entonces, la discusión sobre la función e implicaciones evolutivas de esta parte del genoma, ha sido una de las mayores impulsoras del conocimiento.

Más cerca de la vida artificial

Desde que los biólogos moleculares desarrollaron la tecnología del ADN recombinante, los científicos han soñado con poder diseñar racionalmente organismos que cumplan funciones específicas. El grupo de Craig Venter ha trabajado los últimos 15 años en llevar esta tecnología al siguiente nivel, y ahora han logrado producir la primera célula con un genoma completamente sintético.