El proyecto ENCODE se inició en el año 2003 para impulsar una colaboración internacional entre diferentes laboratorios, con idea de identificar los elementos funcionales del genoma humano.
EC | Madrid | Noviembre 2012
¿Existe realmente un “ADN basura” (junk DNA)? El genetista evolutivo Susumu Ohno utilizó este término para definir en 1972 al ADN que no tiene ninguna función biológica, que se encuentra en el genoma sin aportar características ventajosas o útiles al organismo portador, y que se va acumulando en el mismo, acumulación que en principio es tolerada, al menos hasta cierto punto. Este “ADN basura” incluye los llamados transposones, elementos o trozos de ADN que actúan como “virus informáticos” moviéndose por el resto del ADN, copiándose a sí mismos, dentro del genoma del huésped. Los genes en sentido estricto ocupan el 1% del ADN, que es el que codifica proteínas, las unidades estructurales y funcionales de las células, sin las cuales no habría órganos ni otros componentes. El resto es ADN no codificante. Este ADN no codificante, en ocasiones, cumple una función reguladora de la expresión de los otros genes, sirven de “interruptores” o activadores de los mismos, por lo que puede estar relacionado con las enfermedades y por tanto ser objeto de investigaciones terapéuticas. Pero la mayor parte del ADN está formado por transposones, pudiendo ser meros parásitos, o puede que jueguen algún papel que aún se desconoce. El proyecto ENCODE se propone averiguar, entre otras cosas, si ese ADN no codificante tiene alguna función específica.
ENCODE es el acrónimo de “Enciclopedia of DNA Elements” (Enciclopedia de los Elementos del ADN). Se trata de un consorcio fruto de una colaboración internacional de grupos de investigación promovido por el Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano (NHGRI) del gobierno estadounidense, y que fue lanzado en septiembre de 2003. En este proyecto colaboran laboratorios de diferentes países, entre los que se incluyen el Centro de Regulación Genómica en Barcelona y el Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) en Madrid. ENCODE busca identificar todos los elementos funcionales de la secuencia del genoma humano, incluyendo los elementos que actúan a los niveles de proteínas y ARN (ácido ribonucleico), y los elementos regulatorios que controlan las células y las circunstancias en las que un gen se activa. El proyecto comenzó con una fase piloto y una fase de desarrollo tecnológico. Las conclusiones de la fase piloto se publicaron en junio de 2007 en Nature y en Genome Research (genome.org).
Todos los datos recogidos por ENCODE son de acceso gratuito, pudiendo ser descargados y analizados libremente. En el proyecto han trabajado unos 442 científicos durante unos 10 años, estudiando mediante 24 tipos de experimentos diferentes un pequeño trozo de ADN en 147 tipos de células humanas diferentes. El 5 de septiembre de 2012 se publicaron simultáneamente diferentes resultados en 30 artículos en las revistas Nature, Genome Research y Genome Biology.
Roderic Guigó, bioinformático de la Universidad Pompeu Fabra de Barcelona, ha intervenido como responsable del grupo de análisis de ARN. El científico explicó al diario digital El Confidencial que las conclusiones del trabajo han permitido confirmar que la parte del ADN que cumple una función reguladora es más importante de lo que se pensaba. Tras la publicación de los resultados, muchos anunciaron el fin del llamado “ADN basura”. Pero lo que sale a relucir de los datos publicados por ENCODE no es que todo el ADN que se ha denominado hasta ahora “basura” cumpla una función biológica, sino que se ha descubierto que buena parte del mismo, un 80% del genoma humano o puede que incluso más, tiene “funcionalidad bioquímica específica”, realiza algún tipo de actividad, que aún no se sabe si es realmente relevante para la célula.
Por otra parte, tras lo publicado, nos vemos obligados a redefinir el concepto de gen como unidad mínima heredada. El gen en la era post-ENCODE se definiría como “la unión de las secuencias genómicas que codifican un conjunto coherente de productos funcionales, potencialmente solapantes”. Esta definición hace hincapié en el producto funcional que se codifica (de ahí el uso de “coherente” para indicar que se trata de codificar una proteína o un ARN). Con esta definición es probable que se amplíe el número total de genes del genoma, pero al estar centrada en el producto final es más informativa de la función de cada gen concreto.
La publicación de los resultados de ENCODE ha llevado a muchos a concluir que estos han certificado el fin del ADN basura. Los científicos discuten sobre la conveniencia de utilizar o no este término para definir las grandes regiones del genoma cuya función se presupone inútil, pero que con el tiempo se puede descubrir que esa función existe. Una expresión muy similar, la de “ADN oscuro” (dark DNA matter), que se refiere a la parte del genoma cuya función, de tenerla, se desconoce.
Mientras que unos consideran que el “ADN basura” es estrictamente basura, no sirve para nada, otros consideran que éste cumple una función de algún tipo. Entre los que defienden la existencia de alguna función que por el momento no se conoce se encuentran los creacionistas (que consideran que existe un Diseñador Inteligente del Universo, y que este Diseñador no iba a fabricar algo que no tuviese alguna utilidad), y los partidarios del adaptacionismo extremo (que opinan que las partes no funcionales habrían sido apartadas por la selección natural). Científicos como T. Ryan Gregory se oponen a esta concepción del ADN, utilizando argumentos como el del “test de la cebolla”. ¿Cómo podemos explicar que una cebolla necesite cinco veces más ADN no codificante para alguna función que un humano?
Precisamente la “Enciclopedia de los Elementos del ADN” busca encontrar esa posible función desconocida de muchas de las zonas del ADN humano.