El descubrimiento de los genes, seguido del estudio de su estructura y funcionamiento fueron hitos científicos que dieron paso a la posibilidad de manipular organismos vivos, ni más ni menos que el origen de la biotecnología moderna, de la década de 1980 en adelante. Lejos de alcanzar un techo, la investigación en este campo se profundiza todo el tiempo y cada hallazgo redunda en un nuevo aporte para combatir enfermedades, mejorar cultivos, generar fármacos, y más. Precisamente éste es el caso de dos artículos publicados en marzo pasado en las revistas PeerJ y BMC Genomics bajo la autoría de científicos del CONICET La Plata en el Centro Regional de Estudios Genómicos (CREG, UNLP).

La novedad da cuenta de un nivel mayor de complejidad en un conjunto de procesos encadenados ya de por sí muy preciso. Los genes guardan en unidades llamadas codones la información de la secuencia de aminoácidos necesaria para que cada organismo sintetice -es decir fabrique- las proteínas, los elementos que ejecutan las tareas dentro de las células. Los encargados de leer esos datos son los ribosomas, que a través de un proceso denominado traducción, interpretan cada uno de los codones como un aminoácido que van colocando de a uno en la punta de la proteína que se está construyendo, como si fueran cuentas de un collar.

Durante la traducción, además, la proteína se va plegando en una estructura tridimensional que determinará su función en la célula, y en este sentido la velocidad con que los aminoácidos son agregados por el ribosoma resulta crucial. Es aquí donde entran en juego los mensajes subliminales de los que tratan los artículos, descubiertos dentro de la información secuencial de aminoácidos, y que servirían para indicarle al ribosoma cuán rápido o despacio debe ir sintetizando la proteína. "El ritmo con que lo haga repercutirá directamente en la estructura tridimensional y consecuentemente en la función que desempeñe", cuenta Luis Diambra, investigador independiente del CONICET y responsable de ambos trabajos.

El primer estudio se llevó adelante con los genomas de nueve organismos diferentes, entre ellos bacterias, mamíferos, insectos y plantas. "Observamos cómo se da la traducción en proteínas muy abundantes, que podrían tener como requisito un tránsito rápido del ribosoma, y en otras de menor presencia, que no precisarían esa velocidad", señala Diambra. La conclusión obtenida también tiene que ver con la forma en que es codificado ese ritmo, que no sería a través de un solo codón sino de a pares.

"Al ser estos mensajes determinantes para las funciones de las proteínas, podría suceder que algunas se plegaran mal debido a errores en el ritmo de síntesis", explica el científico dando pie al segundo trabajo publicado, esta vez en coautoría con Cristina Mc Carthy y Alejandra Carrea, investigadora adjunta y becaria posdoctoral (al momento de la publicación) del CONICET en el CREG. Si por una mutación genética se alterara la velocidad de lectura del ribosoma y lo hiciera rápido cuando tiene que ser lento o viceversa, la proteína formada arrastraría una disfunción que a su vez podría predisponer al organismo a desarrollar alguna patología. "Desde este punto de vista, incluso las mutaciones llamadas silenciosas, en las que no cambia el aminoácido, tendrían un rol importante en las enfermedades genéticas", apunta Diambra.

Cabe resaltar que entre los motivos que pueden llevar a una mutación a provocar una enfermedad figura, precisamente, un cambio en el ritmo de los ribosomas. Entonces, de una extensa lista de condiciones clínicas disponible en un banco de datos genómicos, el equipo buscó aquellas en los que la velocidad de lectura estaba alterada. Si el desajuste era muy grande, le atribuían la causa del desarrollo de la enfermedad.

Esquizofrenia, celiaquía, osteoporosis, cáncer de colon y de cuello de útero, asma, Alzheimer, e incluso otras cuestiones como longevidad y resistencia a ciertos medicamentos fueron algunas de las condiciones clínicas asociadas a mutaciones silenciosas que los expertos analizaron minuciosamente y podrían ser causadas por cambios en el ritmo de síntesis. "Nuestra investigación acerca una hipótesis interesante de por qué estas mutaciones serían responsables de rasgos patológicos. Pero además, este conocimiento permitirá perfeccionar las técnicas actuales para codificar proteínas recombinantes, que son aquellas que se expresan en un organismo o especie diferente al que pertenece originalmente", concluye Diambra.

Equipo de investigación:  Luis Diambra. Independiente. CREG; Cristina Mc Carthy. Adjunta. CREG, Alejandra Carrea. CREG. UNLP.

Autora de la nota: Mercedes Benialgo