Ante el reto de entender cómo se regulan los procesos que ocurren en el genoma para detectar errores y, de ser posible, corregirlos, Mayra Furlan-Magaril, reconocida con el Premio Weizmann 2012 a la mejor tesis doctoral de ciencias naturales, investigó cómo se regula la expresión de los genes globina, los cuales codifican las proteínas que forman la hemoglobina, componente de la sangre que transporta el oxígeno.

Hace algunos años se secuenció el genoma humano y ahora tenemos la del ADN de una gran cantidad de organismos. En la actualidad, el reto consiste en entender cómo está estructurada y cómo se regula esta secuencia, dijo la doctora en ciencias bioquímicas.

Explicó que ciertas enfermedades tienen su origen en estas funciones regulatorias; por ejemplo, en una variedad de talasemias (en las que los niveles de las globinas están alterados), en las cuales hay errores en la secuencia de los elementos que regulan a los genes globina, lo cual ocasiona una expresión incorrecta de esos genes, generando un desbalance en los glóbulos rojos.

Con la tesis de doctorado titulada Estudio de la formación y mantenimiento de un dominio génico: El papel de los Insulators-alpha-Globina de pollo, Furlan-Magaril estudió algunos elementos de regulación a distancia en el genoma.

Observé y profundicé en elementos llamados insulators, que definen zonas de regulación, de tal forma que limitan la acción de los activadores de la transcripción. Mi trabajo se basó en describir uno de los elementos que forman parte del dominio de las hemoglobinas y el estudio se llevó a cabo en las células sanguíneas de pollo.

La joven científica explicó que esas células expresan hemoglobinas que son reguladas durante el desarrollo del organismo, de tal forma que en el estado embrionario tiene hemoglobina fetal o embrionaria, y cuando nace cambia a hemoglobina adulta; esto ocurre porque la afinidad con el oxígeno tiene que ser diferente. El cambio de hemoglobina está regulado a nivel de la expresión de los genes, determinado por el elemento de regulación que la investigadora estudió durante su doctorado.

“Lo importante es que este proceso ocurre con muchos genes dentro del genoma; es decir, hay unos que se expresan en etapas tempranas del desarrollo, que después tienen que apagarse para que se activen otros en la vida adulta.

Si conseguimos entender cómo es que los genes logran prenderse y apagarse de manera correcta durante el desarrollo, podremos estudiar qué ocurre cuando estos elementos fallan, como en el caso de las hemoglobinas que pueden generar anemias o talasemias.

Furlan-Magaril indicó que en la actualidad se conoce gran cantidad de enfermedades asociadas a mutaciones de genes. Explicó que cuando hay un cambio en la secuencia del ADN que afecta un gen en particular, se entiende qué es lo que está alterado y qué propicia la enfermedad, pero hay muchas otras alteraciones que no caen en los genes mismos, sino en las secuencias de regulación, muy importantes para que los genes se expresen de manera adecuada; si se logra entender todo ese mecanismo se podrían atacar las enfermedades.

Precisó que en el caso de la hemoglobina se podría corregir la alteración de tal manera que se aumenten los niveles bajos; por ejemplo, en una persona que tiene talasemia, enfermedad en la que los niveles de hemoglobina están alterados, en ocasiones puede ocurrir que en lugar de que esté expresada la hemoglobina adulta, se manifieste la embrionaria. Esto es, existe una falla en el transporte de oxígeno debido a ese cambio.

Se podrían usar drogas en casos oncológicos

Furlan-Magaril señaló que otro ejemplo de enfermedades con errores en la regulación génica son ciertos tipos de cáncer. Se sabe que algunos elementos de regulación están asociados a esa enfermedad. En ese caso conocemos que el ADN se metila y apaga la expresión de genes que normalmente protegen a la célula de una transformación a un estado cancerígeno. En este caso particular se podrían utilizar drogas para revertir esa metilación y permitir que los genes se expresen adecuadamente.

A partir del desarrollo de este trabajo, la investigadora –quien realizó sus estudios de posgrado en el Instituto de Fisiología Celular de la Universidad Nacional Autónoma de México bajo la dirección del doctor Félix Recillas–, se comenzó a interesar en cómo está estructurado el genoma en el espacio.

Entender cómo se organiza el genoma en el espacio es el tema de investigación que realizo en mi estancia posdoctoral en el Instituto Babraham, en Cambridge.

Mayra Furlan-Magaril obtuvo el Premio Weizmann 2012 en el área de ciencias naturales, que recibió el pasado 20 de junio.