Las leyes de Mendel nos ayudaron a entender cómo los genes se transmiten de una generación a otra. Desde entonces, se han hecho otros hallazgos importantes que nos revelan la complejidad de la herencia genética. Por ejemplo, hoy en día sabemos que la expresión de ciertos genes puede controlarse por factores como el ambiente. Ahora, un nuevo estudio demuestra que dicha regulación genética puede heredarse y modificar la expresión genética en la descendencia, lo cual se llama memoria epigenética.
El estudio publicado en la revista Science evaluó la transmisión de una modificación epigenética en la descendencia de gusanos C.elegans. La alteración se realizó sobre una marca genética común en muchas especies animales, incluyendo seres humanos. Por ende, la investigación puede tener implicaciones importantes para la genética humana.
Epigenética: cuando el ambiente modifica la expresión del ADN
El Ácido Desoxirribonucleico o ADN, es un ácido presente en todos los seres vivos que contiene toda la información genética de un organismo. En este material genético se encuentran las instrucciones necesarias para que un individuo pueda desarrollarse y funcionar. Por ejemplo, posee combinaciones que le indican al cuerpo cómo sintetizar diferentes proteínas esenciales para las funciones vitales.
Gracias a los estudios en genética, hoy sabemos que el ADN es responsable de la transmisión hereditaria de diferentes características. Algunos ejemplos básicos podrían ser el color de cabello, ojos y el tono de piel de una persona. Del mismo modo, descubrimos que ciertas mutaciones del ADN pueden dar lugar a patologías y que dichas alteraciones pueden heredarse también.
En este mismo sentido, con el tiempo, descubrimos que la expresión o inhibición de los genes depende de factores como el medio ambiente. El hecho de que una persona mantenga (o no) comportamientos como hacer ejercicio o llevar una dieta vegetariana, puede modificar cómo se expresan los genes. Al estudio de estas variables que alteran la expresión genética se le conoce como epigenética.
Siguiendo esta línea, hasta hace poco, pensábamos que los cambios epigenéticos solo afectaban a los individuos mientras vivían. Pero, un trabajo publicado en Science señala que las modificaciones epigenéticas pueden heredarse a otras generaciones. A esto se le denominó memoria epigenética y se descubrió a través de estudios con gusanos de la especie C. elegans.
El estudio con gusanos C. elegans
Continuando con lo anterior, algo que es importante señalar sobre la epigenética es que no altera el material genético. Es decir, no se quita ni se agrega nada al ADN de un organismo, solo se modifica su expresión a causa de agentes externos.
En el caso del estudio de Science, los investigadores se enfocaron en modificar una proteína histona conocida como H3K27me3. Dicha proteína tiene la capacidad de cambiar la manera en que se empaqueta el ADN. Para ser más específicos, la marca H3K27me3 produce que el ADN se empaquete de un modo más denso. En consecuencia, ciertos genes se vuelven menos accesibles y por lo tanto, no se expresan durante el desarrollo.
De acuerdo con el equipo de científicos, esta marca epigenética se halla en todos los animales multicelulares como seres humanos y los gusanos del estudio. El objetivo del trabajo era determinar si dichas marcas epigenéticas que controlan la expresión de genes podrían heredarse. Para ello, los autores eliminaron de forma selectiva la H3K27me3 de los espermatozoides de C. elegans.
Posteriormente, se fecundaron óvulos que no fueron alterados con dichos espermatozoides para producir descendencia. Luego, los científicos se dedicaron a observar el desarrollo de los gusanos para comprobar la memoria epigenética.
Hallazgos principales
Continuando con lo anterior, los investigadores observaron que los gusanos de la descendencia mostraban una expresión genética anómala. Lo que más llamó la atención fueron las afecciones de la línea germinal que produce óvulos y espermatozoides. En primer lugar, se observó que se activaron genes que, en condiciones normales, solo se activan en las neuronas.
Algunas anomalías genéticas que se produjeron en la línea germinal se mantuvieron como si la marca epigenética no estuviera. Aunque, el resto del genoma sí recuperó la marca, pero dichas alteraciones genéticas se transmitieron a la siguiente descendencia de gusanos. Esto lleva a los investigadores a pensar que es probable que se hereden en muchas generaciones sucesivas.
Según los investigadores, otros científicos indagaron sobre estos mismos mecanismos en mamíferos y obtuvieron resultados similares. No obstante, no consiguieron demostrar que se transmitieran a la descendencia, así que no hubo memoria epigenética.
De acuerdo con Susan Strome, una de las principales autoras, su trabajo demuestra la posibilidad de que cambios epigenéticos se hereden. Según la experta, parece ser que esto es una característica de todos los animales, no solo algo que ocurre en los gusanos. Por esa razón, señala que podrían realizarse experimentos interesantes con muchas implicaciones para otras especies animales.
Implicaciones de la memoria epigenética
Siguiendo el hilo anterior, este tipo de descubrimientos amplían nuestro entendimiento de la genética en los animales, incluyendo seres humanos. Si se demostrará que las personas pueden transmitir alteraciones epigenéticas a su descendencia, eso podría tener implicaciones muy interesantes. Por ejemplo, el hecho de que el estilo de vida que llevan los padres influye mucho más de lo que pensábamos en el desarrollo infantil.
Sumado a eso, este tipo de modificaciones pudieran ser la clave para evitar la expresión de genes asociados a enfermedades. Por ende, podría ser un avance médico muy importante para mejorar la calidad de vida de los humanos.
Por último, la memoria epigenética podría ayudarnos a comprender mejor cómo se desarrolla nuestra especie. Lo cual sería un paso significativo en la comprensión de la especie humana para promover el progreso de la civilización.
Referencias
- Gaydos, L. J., Wang, W., & Strome, S. (2014). H3K27me and PRC2 transmit a memory of repression across generations and during development. Science, 345(6203), 1515-1518.