Per sobre de la genètica

cover-epigenetics-methylation.jpg M’ha fet gràcia veure que a finals de l’any 2013, el termcat va incorporar el terme “epigenètica” a la llengua catalana. La definició és: “Branca de la genètica que estudia els canvis hereditaris d’expressió gènica que no comporten una modificació en la seqüència del DNA.” I, a més de ser una de les branques de la ciència que està oferint resultats més espectaculars, és un recordatori que, en ciència, cada vegada que ens pensem que ja tenim una cosa clara, no triguem gens a descobrir que, en realitat, era molt més embolicada del que ens pensàvem.

L’any 1953, Watson i Crick van proposar el model de doble hèlix del DNA. Aquell va ser un dels grans moments de la genètica, però la història ja feia molts anys que durava i havia de seguir molts més. Feia temps que havíem establert que la informació genètica, les instruccions sobre quines proteïnes han de fabricar les nostres cèl·lules, estava codificada en el DNA. La doble hèlix no deixa de ser una llarga cadena de quatre simples molècules unides una darrera de l’altra. Igual que una novel·la només és una llarga seqüència de 26 lletres encadenades una darrera l’altra i el que determina el sentit és l’ordre concret en que les lletres s’han disposat.

Descobrir això va ser fantàstic ja que simplement “llegint“ l’ordre en que les quatre molècules (que simbolitzem amb les famoses A, T, C i G) podíem saber quina proteïna fabricaria i quines diferencies hi havia entre unes cèl·lules i altres, entre unes persones i altres, entre unes espècies i altres. La seqüència ho era tot. Per això ens les prometíem molt felices quan es va decidir seqüenciar el genoma humà. No anem mirant un gen o un altre, sinó que ens gastem una pasta i els seqüenciem tots.

Però, ai! La natura és complexa i de seguida va ser evident que la seqüència només era un primer nivell de complexitat. N’hi havia altres que eren igualment importants i que tot  just ara anem descobrint. Són tots els sistemes de control dels gens que estan per sobre de la simple seqüència. Com que estan per sobre, els anomenem mecanismes “epigenètics”.

A mi em recorden uns llibres infantils on podies anar triant al final de cada capítol el que volies que passés. Segons la tria, continuaves per la pagina 25 o per la 32 i la història agafava una línia diferent. Doncs amb el DNA pot passar el mateix. S’hi poden enganxar determinades molècules que faran que uns gens funcionin o es mantinguin inactius. Aquestes marques poden ser coses com grups metil al DNA o grups acetil a les proteïnes que l’empaqueten. La seqüència del DNA pot ser idèntica, però si les marques que tingui són diferents, el resultat final serà diferent.

Això explica que bessons idèntics puguin presentar diferències importants en algunes coses. Simplement el seu DNA s’ha metilat de manera diferent i la seva informació genètica (idèntica) es fa servir de manera diferent.

Alguns canvis poden ser molt marcats. En les dones, que tenen dos cromosomes X, cada cèl·lula només en fa servir un. En mamífers com nosaltres, la tria de quin dels dos s’inactiva es fa a l’atzar. Això vol dir que unes cèl·lules faran servir els gens d’un cromosoma X i altres cèl·lules faran servir els de l’altre. Saber la seqüència exacta del DNA no ens diu quins gens funcionaran i quins no.

Els gens també poden saltar d’una banda a l’altra. De vegades pensem que només és una informació abstracta, però el DNA és una molècula física, que es pot tallar, desplaçar i enganxar de nou. Que un gen estigui al costat d’un o d’un altre pot fer que funcioni més o menys. I els mecanismes que regulen tot això són tant decisiu en el futur de la cèl·lula com la seqüència inicial.

La seqüència del DNA és el nostre particular llibre de la vida. Però els mecanismes epigenètics són els que decideixen per quin ordre el llegim, quins capítols ens saltem, quins textos estan subratllats i en negreta i quins es desordenen fins esdevenir incomprensibles.

I el millor de tot és que no podem descartar que quan entenguem del tot l’epigenètica… aparegui algun altre sistema de control que encara ni imaginem.

9 comentaris

  • Manel Ros

    23/05/2014 22:54

    Si no ho he entès malament, la definició del Termcat dóna per fet que els canvis epigenètics són hereditaris, per tant, s’accepta que alguns caràcters adquirits es poden transmetre hereditàriament. És així?

  • Daniel Closa

    21/05/2014 20:46

    De fet, parlava d’un estudi en ratolins molt recent. Un Nature neuroscience. Detecten hipometilació en gens relacionats amb el sistema olfactiu de les cries. Interessant, i si es confirma, trencarà molts esquemes. Però això: Cal confirmar-ho per altres grups.
    http://www.nature.com/neuro/journal/v17/n1/full/nn.3594.html

  • JordiC

    21/05/2014 20:26

    Completament d’acord, ara per ara encara no està demostrada, o més ben dit, prou explicada aquesta capacitat de passar als descendents aquestes modificacions en l’expressió. Suposo que els estudis als que et refereixes són els fets amb dones dels Països Baixos que van patir desnutrició extrema durant la segona guerra mundial, les seves filles i les seves netes. Són molt interessants perquè semblen indicar que alguna cosa s’hereta de generació en generació i que explicaria efectes de la gana de les àvies en les seves netes. Un altre camp apassionant en el que investigar i que ens pot donar sorpreses importants en el futur.

  • Daniel

    21/05/2014 14:21

    El problema està en si els canvis poden passar als descendents. Podem modificar el nivell d’expressió gènica a molts nivells, però en la formació dels gamets, en principi totes les marques s’esborren i es comença de nou, per tant, no veig clar com poden passar als descendents. Hi ha algun experiment que suggeria que la memòria de les experiències que causaven por es podia passar a les següent generacions, però fins que no ho repeteixin altres grups (i de manera ben convincent) ho mantinc en l’apartat mental “coses que serien la bomba però que falta per verificar”.

  • JordiC

    21/05/2014 12:30

    El fet de relacionar Lamark i epigenètica és bastant forçat, però si tenim present que la genètica va semblar donar tota la raó als darwinians al deixar clar com es podien passar els diferents caràcters de generació en generació i com les mutacions i la recombinació genètica eren l’origen de la variació genètica amb que treballava la selecció natural, ara resulta que l’epigenètica ens obre una porta a la possibilitat que un individu “provoqui” canvis al seu material genètic a partir de la seva activitat i que els pugui transmetre després als seus descendent. Aquesta capacitat de que un individu provoqui canvis al seu genotip i els passi als descendents seria totalment “Lamarckiana”, o potser seria millor parlar d’un “neolamarkisme”. Ja sé que és forçar-ho molt (en Lamarck no tenia ni idea de genètica i les seves teories no anaven per aquí), però el que queda clar és que, com acostuma a passar sempre, les coses són força més complicades del que sembla inicialment i caldrà revisar a fons el tema de les fonts de variabilitat genètica per comprovar si realment funcionen sempre tan a l’atzar com ens pensàvem.

  • Daniel

    21/05/2014 11:58

    Carquinyol. De fet, la natura no para de recordar-nos-ho,. Som nosaltres els que passem olímpicament d’ella.

    Jordi. Hi ha qui veu un cert lamarckisme en l’epigenètica. però a mi em sembla que les similituds són molt superficials.

    Esther. El microbioma ens farà anar de corcoll els propers anys. La única llauna és que els publicistes ja s’estan fregant les mans amb dietes, aliments i preparats dissenyats per modificar el microbioma i fer-nos més guapos, més forts i mes tot allò que promet la publicitat. Si fins la Judit Mascó ja anuncia llibres sobre la flora intestinal!

  • Esther

    21/05/2014 8:46

    Doncs el que ve ara i que desconeixem del tot és que les cèl·lules no estan soles en el seu entorn, després de conèixer el genoma, el transcriptoma i el proteoma, a més a més hem de conèixer la interacció de les cèl·lules amb d’altres organismes com els bacteris, els virus, els patògens, els paràsits….el repte és el microbioma!. Els bacteris superen en 10 a les cèl·lules humanes, i els virus en 100. Tots aquest microbis juguen un paper molt important en el fenotip dels organismes, com l’home.

  • JordiC

    21/05/2014 8:35

    Al final resultarà que el bo d’en Lamarck no anava tan desencaminat…

  • Carquinyol

    21/05/2014 8:07

    Està bé que la natura de tant en tant ens recordi que no som tan llestos com pensem ni les coses tan fàcils com sembla…