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La epigenética, moduladora clave de la evolución

Edith Heard, directora general del Laboratorio Europeo de Biología Molecular, y Vincent Colot, director de investigación del Centro Nacional de Investigación Científica de Francia, nos hablan de los variados mecanismos epigenéticos que existen en la naturaleza y de su papel a la hora de favorecer cambios en una especie.

Edith Heard es directora general del Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL), en Heidelberg, y catedrática de epigenética y memoria celular en el Colegio de Francia, en París. Vincent Colot es director de investigación del Centro Nacional de Investigación Científica de Francia y dirige el Grupo de Dinámica de los Genomas y Variación Epigenética en la Escuela Normal Superior de París. [JERÔME BRÉBION, INSTITUTO CURIE (E. Heard); PATRICK ALLARD, REA (V. Colot)]

En síntesis

El ambiente puede influir en la epigenética de un organismo, el conjunto de reacciones y mecanismos que regulan la actividad de los genes sin alterar la secuencia del ADN.

Dos expertos hablan de su experiencia y la de otros grupos en esta materia, en especial de los mecanimos epigenéticos que se han observado en plantas y animales.

Explican varios de ellos, como la metillación del ADN, la organización tridimensional de la cromatina o el control que ejercen los transposones sobre el genoma, y destacan su contribución a la hora de fijar mutaciones en una especie.

La epigenética engloba todos los procesos de regulación de la expresión de los genes y determina, en última instancia, el modo en que se desarrolla un órgano o una función del cuerpo. En los últimos años se están descubriendo una gran variedad de mecanismos epigenéticos. Al mantener bajo control un poderoso reservorio de variaciones en el genoma, podrían ejercer un efecto importante dentro de una especie. Edith Heard, directora del Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL), y Vincent Colot, de la Escuela Normal Superior de París, nos explican en la siguiente entrevista cómo se ve afectado ese control por los cambios que se producen en el ambiente.

¿Cómo definirían ustedes la epigenética hoy en día?

Edith Heard: La definición sobre la que se basa mi trabajo surge de las investigaciones que el británico Robin Holliday y el estadounidense Arthur Riggs llevaron a cabo en los años setenta del siglo xx: la epigenética es el conjunto de cambios de expresión de los genes que se transmiten a lo largo de las divisiones celulares o a través de las generaciones y que no implican ningún cambio de la secuencia del ADN. No obstante, la definición de Conrad Waddington ha retomado fuerza al cabo de unos veinte años. En 1942, este biólogo británico quiso acercar dos dominios, la genética y la embriología, con el objeto de establecer un lazo entre el genotipo (el patrimonio hereditario de un individuo, del que se encargan los genes) y el fenotipo (los caracteres observables). En esa época, no se sabía de qué estaban hechos los genes y Waddington propuso que se denominara epigenética al estudio de los mecanismos del desarrollo mediante los cuales los genes determinan los caracteres. Esta definición ha tomado un sentido más general hoy en día, a medida que nos vamos interesando por las variaciones más o menos grandes de los fenotipos que, para un mismo genotipo, pueden engendrar los diferentes entornos.

 

Vincent Colot: Sí, la definición de Waddington prevalece en nuestros días: para resumirla, engloba todos los procesos de regulación de la expresión génica, tanto en el desarrollo como en respuesta a las señales del entorno. Se sabe que, en los eucariotas (los organismos cuyas células tienen núcleo), esta regulación hace que intervengan numerosos mecanismos que actúan sobre la cromatina (la estructura compacta que forman dentro del núcleo el ADN y las proteínas de tipo histona alrededor de las cuales se enrolla). Por mi parte, como Edith, lo que me interesa son los mecanismos de control que conducen a una «memoria» de los estados de expresión de los genes a lo largo de las divisiones celulares o de las generaciones, y sus consecuencias. En este contexto, en concreto en las plantas, es donde estudio cómo se hereda de generación en generación una marca de la cromatina: la metilación del ADN, esto es, la adición de un grupo metilo (CH3) en determinados nucleótidos de su secuencia.

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