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19/12/2014

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Nuevos hallazgos genéticos cuestionan el concepto de “individuo”

Personas con más de un genotipo y mutaciones genéticas que siguen un patrón abren una interesante vía de investigaciones


Un equipo de científicos de EEUU ha descubierto que una persona puede tener más de un genotipo y que mutaciones genéticas idénticas se repiten en personas no emparentadas, como si siguieran un patrón en lugar de producirse al azar. Ambos hallazgos podrían cuestionar la unicidad del genoma, que hasta ahora se consideraba una seña de la individualidad biológica. Por Yaiza Martínez.


Yaiza Martínez
Escritora, periodista, y Directora de Tendencias21. Saber más del autor



Imagen: jurvetson. Fuente: Flickr.
Imagen: jurvetson. Fuente: Flickr.
El genetista Scott Williams, del Institute for Quantitative Biomedical Sciences (iQBS) de la Dartmouth's Geisel School of Medicine de Estados Unidos, y sus colaboradores han hecho dos novedosos descubrimientos genéticos: en primer lugar, que una persona puede presentar diversas mutaciones del ADN en distintas partes de su cuerpo manteniendo su ADN original en el resto del organismo –lo que supone que haya varios genotipos diferentes en un solo individuo-; y, en segundo lugar, que algunas mutaciones genéticas idénticas se producen en personas no emparentadas.

Estos resultados son sorprendentes, según los científicos, pues se considera que el ADN es una marca de individualidad biológica, al ser único en cada persona, y podrían variar el concepto de “individuo”. Y no sólo eso, podrían además impactar en la manera en que se usan los análisis de ADN a nivel forense o criminalístico, las pruebas de paternidad, los test prenatales, e incluso el análisis genético para determinar la propensión a sufrir ciertas enfermedades, como el cáncer de mama, publica la Dartmouth's Geisel School of Medicine en un comunicado.

Cuando un individuo tiene más de un ADN

Las mutaciones genéticas pueden producirse en las células que se transmiten de padres a hijos, y ocasionar así defectos de nacimiento en la descendencia.

En cambio, otras mutaciones genéticas se producen después de la fecundación del óvulo o durante la infancia y la edad adulta, por efecto de factores capaces de dañar el ADN, como la luz solar, la radiación, las sustancias químicas cancerígenas, los virus, etc.

Estas mutaciones posteriores o somáticas no afectan a las células del esperma o de los óvulos, por lo que no se heredan de padres a hijos. Sólo afectan a las células somáticas y hacen aparecer individuos mosaico‎, que son los que tienen más de una línea celular con un genotipo diferente.

Esta condición es análoga a la del quimerismo, que consiste en que una persona tenga células en su cuerpo de otra persona. Esta situación se puede dar tras recibir un órgano para trasplante o una trasfusión de sangre o cuando dos cigotos, tras la fecundación, se combinan formando uno solo que se desarrolla normalmente pero que contiene la información genética de dos personas.

Y el extraño caso de la repetición de mutaciones

En general, se cree que los cambios en las células somáticas suceden al azar y que personas no emparentadas no tienen porqué presentar las mismas mutaciones.

Pero Williams y sus colaboradores analizaron las mismas muestras de 10 tejidos de personas no emparentadas, y descubrieron varias mutaciones idénticas en ellas. Éstas fueron detectadas sólo en tejidos del hígado, del riñón y tejidos esqueléticos.

Los científicos examinaron en concreto el ADN mitocondrial (ADNmt/ADNm)‎ que se cree que se hereda sólo por vía materna. Técnicamente, todas las mujeres comparten el ADN mitocondrial de un ancestro femenino común, pero las mutaciones han dado lugar a diferencias.

La importancia del hallazgo de Williams en este terreno radica en que esas mutaciones comunes, recurrentes y en tejidos específicos de sujetos no emparentados y halladas sólo en tres tipos de tejidos orgánicos, “no parecen desarrolladas y mantenidas por un proceso azaroso”, sino que indican la existencia de “un patrón completamente distinto, de un proceso decididamente no aleatorio, que da lugar a mutaciones particulares en tejidos concretos”, según el investigador.

El envejecimiento podría jugar un papel clave en la aparición de dichas mutaciones “repetidas”, porque las mitocondrias se acumulan a medida que envejecemos, un punto que habrá que confirmar con el análisis de tejidos de individuos de diversas edades, señalan los investigadores.

Cuestiones abiertas: ¿qué es la individualidad biológica?

Williams afirma que, si bien los resultados obtenidos son fruto de un estudio realizado a pequeña escala, indican que “habría mucho más en juego de lo que pensábamos”.

Por una parte, el científico se pregunta: si puede existir diversidad genética en un único individuo, y dado que hasta ahora se ha creído que el genoma es determinante en la identidad biológica, ¿habría que replantearse el concepto de identidad? ¿Qué nos hace individuos? ¿La memoria? "Siempre hemos pensado que 'el genoma es el genoma’, pero los datos sugieren que eso no es del todo cierto", asegura el investigador.

Por otra parte, si nuestro ADN humano cambia o muta siguiendo patrones en lugar de por azar; si esas mutaciones se repiten en personas no emparentadas o si los cambios genéticos se producen sólo en alguna parte del cuerpo de un individuo, ¿qué implica todo eso para nuestra comprensión de lo que significa ser humano? ¿Cómo puede impactar este conocimiento en la atención médica, la detección del cáncer o el tratamiento de las enfermedades?

“Aún no lo sabemos, pero investigaciones posteriores podrían revelar las respuestas a todas estas preguntas”, asegura Williams. Su equipo planea ahora una nueva secuenciación a gran escala de los genomas de dos de los individuos analizados en esta investigación para tratar de hallar nuevas claves.

Los descubrimientos realizados por ahora han sido posibles gracias a una labor interdisciplinar: "Este estudio es un ejemplo del tipo de proyecto de investigación biomédica que es posible gracias a equipos interdisciplinares constituidos por expertos en ciencias biológicas, computacionales y en estadística”.

El genoma de las neuronas

La publicación de este estudio curiosamente ha coincidido en el tiempo con la aparición de los resultados de otra investigación, realizada por científicos del Salk Institute for Biological Studies‎ de Estados Unidos que reveló que las estructuras genómicas de las neuronas individuales de un mismo cerebro difieren entre sí más de lo que se esperaba.

En este caso, los investigadores aislaron unas 100 neuronas de tres personas tras su muerte y observaron todo su genoma para buscar unas modificaciones concretas, las llamadas variaciones en el número de copias (CNV)‎, que son segmentos de ADN cuyo número de copias es variable si se compara con un genoma de referencia.

Descubrieron así que hasta un 41% de las neuronas analizadas tenían al menos una única y masiva CNV surgida espontáneamente, esto es, no transmitida por un progenitor. Estas variaciones en el número de copias se extendían por todo el genoma.

Referencias bibliográficas:

David C. Samuels, Chun Li, Bingshan Li, Zhuo Song, Eric Torstenson, Hayley Boyd Clay, Antonis Rokas, Tricia A. Thornton-Wells, Jason H. Moore, Tia M. Hughes, Robert D. Hoffman, Jonathan L. Haines, Deborah G. Murdock, Douglas P. Mortlock, Scott M. Williams. Recurrent Tissue-Specific mtDNA Mutations Are Common in Humans. PLoS Genetics (2013). DOI:10.1371/journal.pgen.1003929.

M. J. McConnell, M. R. Lindberg, K. J. Brennand, J. C. Piper, T. Voet, C. Cowing-Zitron, S. Shumilina, R. S. Lasken, J. R. Vermeesch, I. M. Hall, F. H. Gage. Mosaic Copy Number Variation in Human Neurons. Science (2013). DOI: 10.1126/science.1243472.


Lunes, 11 de Noviembre 2013
Artículo leído 9627 veces


Nota



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1.Publicado por Alejandro Álvarez Silva el 11/11/2013 20:16
Interesantísimo descubrimiento que abre un campo de investigación inmenso. Nuevamente felicitaciones para Yaiza. Saludos:
Alejandro Álvarez

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