Superman, ¿ya analizaron tu epigenoma?

Gracias al auge de las películas de superhéroes, muchos lectores conocen que la mordedura de una araña genéticamente modificada mutó el ADN de Peter Parker. Si hacemos un poco de memoria, el ADN es una secuencia de bases nucleotídicas, que contiene la información necesaria para el normal desarrollo de un individuo. Una mutación genética consiste en un cambio en la secuencia de estas bases. Aquí, la mutación causó un cambio en las características observables del individuo (definido como fenotipo) y en sus habilidades.

Animales prehistóricos del desierto mendocino

Las mutaciones se caracterizan por ser estables, es decir, una vez que Peter Parker se convierte en el hombre araña, es muy poco probable que la mutación se revierta y vuelva a ser sólo Peter Parker. Pero las mutaciones no son la única forma que existe en la naturaleza para que haya cambios en el fenotipo de un individuo o en este ejemplo de habilidades sobrehumanas. Superman en su planeta Krypton es un hombre con habilidades igual a la media de la población, pero al llegar al planeta Tierra la radiación de nuestro sol le da superpoderes. En este ejemplo, Superman no tuvo ninguna mutación en la secuencia de sus nucleótidos, pero sin embargo su ADN en la Tierra se expresa distinto: tiene visión telescópica, superfuerza y puede volar. Su ADN tuvo una modificación epigenética. El prefijo epi significa por encima, e involucra marcas moleculares que están por sobre la secuencia de bases del ADN. Estas marcas logran encender o apagar genes sin que haya un cambio en la secuencia de ADN. La combinación de encendidos y apagados de los genes afecta el funcionamiento del ADN e impacta en el fenotipo del individuo. De esta forma, las condiciones ambientales de la Tierra causan modificaciones epigenéticas en Clark Kent que lo convierten en un superhéroe.

Con este ejemplo se visualizan dos características de la epigenética: que es inducible ambientalmente y que es reversible, ya que si Superman estuviera alejado de nuestro sol perdería sus superpoderes. Volviendo al mundo real, estudios muy importantes se han realizado en distintos animales para ver cómo cambia el marcaje epigenético del ADN en distintos ambientes. Incluso, se ha observado que hay una herencia transgeneracional de marcas epigenéticas inducidas por el ambiente en plantas, gusanos, ratas, moscas, peces, cerdos y humanos. Este descubrimiento significa que tal vez si Superman pasa mucho tiempo en la Tierra, su descendencia podría heredar la marca epigenética que le da superpoderes incluso si no están en la Tierra.

Actualmente existen métodos moleculares para conocer la distribución de las marcas epigenéticas en el ADN. Así, en concordancia con el concepto de genoma -el conjunto de información genética de una especie-, surge la entidad del epigenoma: el conjunto de marcas epigenéticas de una especie. Conocer cómo el ambiente afecta epigenéticamente al ADN es importante para tomar decisiones informadas tanto en el ámbito de la salud como en el agrícola. Para tratar algunos tipos de cáncer, se podrían suministrar drogas que remueven las marcas epigenéticas que lo causan. En el ámbito agrícola, se podrían seleccionar plantas con marcas epigenéticas que permitan lograr una mayor y mejor productividad.

Las plantas, al vivir fijas en un sustrato y no poder desplazarse en búsqueda de ambientes favorables, dependen de los mecanismos epigenéticos para poder sobrevivir y adaptarse a cambios ambientales. Sobre este tema realicé mi tesis doctoral en el Instituto de Biología Agrícola de Mendoza (Conicet-Universidad Nacional de Cuyo). Mi estudio estuvo enfocado en la vid, no sólo por la importancia económica que tiene en nuestra región sino por su alta capacidad para adaptarse a distintos ambientes. Puntualmente estudié durante tres vendimias el papel que tiene la epigenética en distintos clones de Malbec cultivados en diferentes viñedos de Mendoza.

El regreso del éter: de Einstein al bosón de Higgs

Es importante recalcar que las plantas de un mismo clon tienen el mismo ADN, lo que le da uniformidad a la producción, mientras que distintos clones de Malbec tienen diferencias en la secuencia de sus bases que pueden causar diferencias en el rendimiento, aroma y color del Malbec. La principal conclusión a la que hemos llegado es que el ambiente induce cambios epigenéticos en el ADN del Malbec de forma distinta según el tipo de clon considerado. ¿Qué quiere decir esto? Que el ambiente puede inducir mayor cantidad de marcas epigenéticas en determinados clones que en otros, lo que puede repercutir en la calidad de la uva. Retomando el ejemplo de los superpoderes, esto significa que las modificaciones epigenéticas en el ADN del hermano de Superman serían distintas, por ende, en la Tierra podría carecer de superpoder alguno. Identificar marcas epigenéticas que generen aromas agradables y distintivos o colores intensos en el Malbec sería como identificar las marcas que causan los superpoderes en Superman. Otro resultado obtenido en la tesis es que en Malbec, las marcas epigenéticas tienen cierta memoria. Es decir, al tomar estacas de una finca e implantarlas en otro sitio, no hay una pérdida inmediata de las marcas inducidas por el ambiente de procedencia. Si esta herencia parcial se cumpliera en Superman, sus hijos mantendrían algunos superpoderes incluso en ausencia de nuestro sol, al menos por un tiempo.

El Ártico y los nuevos negocios de la crisis climática

Generar conocimiento a partir de la ciencia básica es necesario para poder llegar a desarrollos tecnológicos en el futuro. Estudios como este permiten entender mejor la influencia del ambiente en los atributos sensoriales de la uva y acelerar la capacidad de adaptación del Malbec ante los desafíos que el cambio climático nos depara. Esto es importante para desarrollar manejos agronómicos que permitan mantener una calidad indeleble en el tiempo o incluso incrementarla. ¿Y quién sabe...? Quizás en un futuro podamos estar probando vinos obtenidos de un supermalbec. ¡Salud!

*La autora es Ingeniera agrónoma. Becaria doctoral del Instituto de Biología Agrícola-UNCuyo-Conicet

Producción y edición: Miguel Títiro - mtitiro@losandes.com.ar