Diario de Navarra

Alejandro Toledo Arana (Córdoba, Argentina, 1976) dice medio en broma medio en serio que él y su equipo se dedican al “corte y confección”. Ellos, que trabajan en el Instituto de Agrobiotecnología de Navarra, serían algo así como los sastres de las bacterias. Porque con lo de corte y confección, Toledo Arana se refiere al arte de cortar genes de un sitio y ponerlos en otros, y hacer experimentos con ellos para saber qué ocurre. Y eso es lo que hacen, en su caso con bacterias. La suya es una investigación de las que se conocen como básicas, de las que generan conocimiento y dejan para otros, y para más adelante, las aplicaciones prácticas. Pero cuando lleguen, las implicaciones en la vida cotidiana de investigaciones como la que realizan en Mutilva puede ser tremendamente importantes, ya que puede valer tanto para luchar mejor contra las enfermedades bacterianas como para mejorar la producción industrial de algunos compuestos. De hecho, el trabajo del equipo de Toledo cuenta ya con la confianza del Consejo Europeo de Investigación, que les ha concedido una Consolidator Grant, una ayuda de 1,8 millones de euros. La investigación del equipo del Instituto de Agrobiotecnología, organismo del que forman parte la UPNA, el CSIC y el Gobierno de Navarra, explora una parte de la genética de la que se sabía poco hasta ahora. En la biología existía un dogma sobre cómo funciona el ADN, el libro de instrucciones de la célula. Dice que los diferentes genes contienen la información para construir las proteínas, los ‘ladrillos’ con los que fabrica el cuerpo. Y que ese proceso se realiza en dos pasos: en primer lugar, la información se traspone a un ARN, una molécula parecida al ADN pero de una sola hebra, que es quien se encarga de llevar las instrucciones hasta los ribosomas, las ‘fábricas’ de proteínas de la célula, donde se traducen. Cuando se descubrió que había genes y trozos del ADN y del ARN que no servían para eso, se pensó que era genoma ‘basura’, moléculas que se habían acumulado allí sin mucho sentido. Hoy ese dogma está en cuestión y se tiene casi la certeza de que todo en el genoma tiene una función. “Al menos en las bacterias, que son muy eficientes, basura hay poca o nada”, señala Alejandro Toledo. De igual manera, ya no se piensa que el ARN sea un simple mensajero, una mera ‘fotocopia’ de las instrucciones genéticas para construir proteínas. Hoy se sabe que el ARN tiene muchas más funciones, y que tienen mucho que ver con los tiempos de la genética, con los mecanismos por los que un gen se activa en un momento dado, y no en otro, o en unas circunstancias concretas, y no en otras. Esos mecanismos son lo que hace que dos organismos con la misma genética, dos gemelos por ejemplo, no sean exactamente iguales. Alejandro Toledo tiene un ejemplo en la pantalla de su ordenador, donde se ve un cultivo de bacterias. Son decenas y unas se ven verdes, otras rojas. Esos colores se los han puesto artificialmente, añadiendo indicadores de colores que se encienden cuando un gen se expresa, cuando se activa. “Esas bacterias tienen exactamente el mismo ADN. Sin embargo, unas están expresando unos genes y otras no. Eso depende del ambiente, de las circunstancias en las que se encuentren. “Entre una condición y otra pueden cambiar la mitad de los genes que se expresan”. Es la diferencia entre el genoma y el transcriptoma: el primero es todo el libro de instrucciones de la célula; el segundo, el conjunto de órdenes que de verdad se están cumpliendo en un momento dado. GENÉTICA BACTERIANA Alejandro Toledo y su equipo se dedican a estudiar esos mecanismos del transcriptoma en bacterias. En concreto, el Staphylococcus aureus, una especie importante, que ocasiona un buen número de enfermedades, desde infecciones leves hasta otras bastante más graves, y que es la causa principal de las infecciones nosocomiales, las que contraen los enfermos ingresados en los hospitales. Investigar esta bacteria, con la que el equipo de Toledo ya había trabajado antes y para la que tienen instrumentos precisos, tiene la ventaja de que es un organismo pequeño. La información genética se organiza en lo que los científicos llaman pares de bases, las parejas de moléculas que forman el ADN. Pues bien, si nosotros los humanos tenemos ADN de 3.000 millones de pares de bases, esa bacteria cuenta con ‘sólo’ tres millones. Además, en el Instituto de Agrobiotecnología se centran en el ARN de la bacteria y en concreto en esas partes que se denominan no codificantes, que no están dedicadas a la fabricación de proteínas, sino que parecen decidir cuándo y cómo se ponen en marcha unos genes u otros. Pero, a pesar de que sea una bacteria y de que se ciñan a una sola parte del ARN, tienen un terreno amplio por delante: esas secuencias genéticas no codificantes han resultado bastante más largas de lo que se pensaba. “Conforme más complejo es un organismo, más larga es esa región. Y eso es muy indicativo de su importancia”, dice Toledo. EL CORTE Y CONFECCIÓN Los científicos, cuando investigan en organismos, suelen hacerles mil perrerías. Les cambian de ambiente, les cambian cosas, les añaden otras... y apuntan qué ocurre en cada caso. Eso es más o menos lo que están haciendo con las bacterias en el Instituto de Agrobiotecnología, pero a nivel genético. Los investigadores quieren saber qué partes de ese material genético no codificante es importante, cuál es imprescindible para la vida de la bacteria, cuál le afecta poco... Para averiguarlo, entra el corte y confección. Cortan genes, les pegan otros y les añaden marcadores que teñirán de un color el gen que se activa. Es un proceso que hoy es casi rutinario y para el que incluso hay una industria experta. El corte del material genético se consigue con enzimas y ya existen auténticos catálogos de ellas. Todo se basa en que cada enzima sólo corta por un lugar: si el material genético fuesen letras (AGTCCAGCTAATT, por ejemplo) una enzima cortaría en la zona AGTCCA, otra en CTAATT, una tercera en CAGCTA.... Gracias a eso, y como conocen la secuencia de todas las letras, los científicos saben que cortan exactamente los fragmentos, los genes, con los que quieren experimentar. Así, pueden comprobar cómo se comporta la bacteria sin uno de sus genes, cómo lo haría si le pegaran otro, cómo sería su vida si se encuentra en un ambiente u otro... Todo este trabajo , por supuesto, no viene porque alguien tiene ganas de gastar tiempo y dinero en jugar con las bacterias. Puede tener una enorme utilidad. Gracias a proyectos como el del equipo de Alejandro Toledo, que tiene una duración de cinco años, se espera conocer mucho mejor a las bacterias, saber más de por qué unas veces se les activa una función determinada, y no otra. Y no es difícil imaginar la importancia que tiene conocer a fondo a las bacterias. Lo primero que nos viene a la mente son las enfermedades que causan. “Si llegamos a conocer cuáles de esos mecanismos reguladores son importantes para la vida de la bacteria, podríamos crear métodos diferentes para matarla”. Pero a las bacterias les hemos buscado otros usos. Se utilizan para generar compuestos como el alcohol etílico o el ácido acético, para curtir el cuero y hasta para limpiar vertidos de petróleo. Saber cómo activar los genes de la bacteria podría ayudar a que fabricaran esas cosas mejor, o a que hicieran otras. Es un futuro posible. Y todo podría venir de que a alguien se puso investigar esas zonas del ARN que antes se llamaban basura. Es la grandeza de la genética. “Es fascinante que con solo 4 letras, combinándolas en pares, se determinen las proteínas que se fabrican y a la larga... en cómo somos. Y que si una sola letra falla, ese organismo puede quizá no vivir o sufrir cualquier tipo de desorden. Es impresionante”.

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Bacterias, corte y confección

Investigadores del Instituto de Agrobiotecnología de Navarra estudian los secretos genéticos de las bacterias. Se fijan en las zonas del ARN que no están ligadas a su función más habitual, la fabricación de proteínas, sino a que unos genes y no otros se activen en determinadas circunstancias

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