15 formas en las que la genómica cambió nuestras vidas (Parte III)

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La capacidad de leer secuencias del genoma, junto con las tecnologías que introducen nuevos genes o cambios genéticos, nos permite acelerar el proceso de selección de rasgos deseables en plantas y animales. (Genome.gov)
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¿Qué compartimos con las demás especies?

Luego de que se logró desarrollar la tecnología necesaria para secuenciar el genoma humano, pudimos secuenciar cualquier cosa que tenga ADN. Y secuenciamos el mundo, secuenciamos los animales, las plantas, las bacterias, los virus, etc. Esto nos ayudó a comprender mejor nuestros ecosistemas, la evolución de las especies, mejorar la seguridad alimentaria e incluso alterar los organismos para nuestro beneficio.

Agricultura: Empoderando a granjeros para mejorar la provisión de alimentos

La habilidad de leer genomas y de editarlos nos ha permitido acelerar los procesos por los cuales se seleccionan las mejores variedades para la agricultura y la ganadería. Este proceso de selección se ha hecho por cientos de años por los seres humanos, mediante el cultivo de las variedades más atractivas visualmente o más nutritivas, y su cruce selectivo.

Con el secuenciamiento del genoma de plantas y animales, se pueden identificar rápidamente qué genes son los responsables, por ejemplo, de la altura, del color, del sabor, del contenido de vitaminas, etc. Y editarlos para mejorar las especies existentes. También para seleccionarlos, sin necesidad de editar sus genomas, y realizar cruces que den especies mejores, como el caso del ganado para la producción de carne en Brasil.

De la edición de genomas aparecen los Organismos Genéticamente Modificados (OGM). El ejemplo más conocido es el “Arroz dorado”, que contiene un trozo de ADN de bacteria en su genoma, y que le permite producir más betacaroteno (precursor de la vitamina A) que las variedades convencionales de arroz. Este OGM surgió como una forma de paliar las enfermedades por carencia de vitamina A en Asia y África, donde son comunes y el arroz forma parte normal de sus dietas.

Mientras la población crece, también crece la demanda de alimentos. Para suplir estas demandas, los agricultores y los ganaderos pueden valerse de estas herramientas, ya sea mediante cruce selectivo u organismos transgénicos. Aunque existe algo de controversia alrededor de los OGM, no existen evidencias sobre potenciales peligros para la salud.

La genómica también se utiliza en el análisis de alimentos para buscar bacterias patógenas que puedan contaminarlos y así evitar que enfermen a personas.

Microbios y microbiomas

Los genomas virales y bacterianos pueden ser pequeños, pero están llenos de información y algunas sorpresas sobre la evolución y la salud humana. (Genome.gov)

El estudio de microorganismos se ha visto ampliamente favorecido con el advenimiento de la genómica. El estudio de los genomas de virus como la influenza permite ver su variación y crear vacunas eficaces incluso antes de que ocurra el brote en una región. Además, se pueden rastrear bacterias resistentes a ciertos antibióticos y ha permitido demostrar que la aparición de estas se debió al uso desmedido de los medicamentos y la transferencia de genes entre las bacterias.

Pero no todo es negro con los microbios. También existen microorganismos no patógenos viviendo con nosotros o en nosotros. Nuestro cuerpo contiene más microorganismos que células nuestras. Estas bacterias, hongos y virus se conocen en conjunto como “microbiota” y su dotación génica se conoce como “microbioma”.

Ayudan al sistema inmune del cuerpo, a nuestra digestión y se propone que tienen influencia incluso en otros procesos, como por ejemplo la obesidad, a través de la secreción de sustancias que son absorbidas por nosotros. Un desbalance en las especies que la componen o las proporciones de estas pueden llevarnos a desarrollar enfermedades, o que el espacio que ocupaban estas bacterias en nuestros intestinos, por ejemplo, sea ocupado por otras bacterias que sí sean patógenas.

Gracias a la era de la genómica, también ha sido posible dilucidar los secretos de los microorganismos, cómo resisten ciertas condiciones ambientales o como producen ciertas sustancias de interés. A la vez, han sido modificados genéticamente para su uso en distintos tipos de industrias como la farmacéutica o incluso la producción de energía.

El mundo natural y la evolución

Charles Darwin nunca podría haberse imaginado la complejidad completa del árbol de la vida, pero las tecnologías genómicas se han utilizado para iluminar el mundo natural de maneras asombrosas. Todos estamos conectados a todos los seres vivos en la Tierra, desde las plantas a los animales pasando por los microbios, a través de nuestros genomas. (Genome.gov)

Gracias al secuenciamiento de miles de organismos actuales y antepasados, se ha logrado construir un Árbol de la Vida mucho más complejo y completo que aquel logrado mediante el estudio de los huesos o fósiles. Muchas especies tuvieron que ser reubicadas en estos árboles filogenéticos, por ejemplo, ¿quién iba a pensar que las tortugas están mas relacionadas a las aves que a los reptiles?

La genómica nos ayuda incluso a entender porque algunos organismos siguen vivos y otros se han extinto, en base a sus adaptaciones.

Aprendimos que algunas especies, que pensamos que eran “mas simples” que los humanos, poseen muchos más genes. Por ejemplo, los pulpos o las diminutas pulgas de mar. Otras especies poseen genomas mucho mas grandes, como algunas especies de pinos y salamandras.

Se ha podido obtener genomas de especies ya extintas, como el tigre de Tasmania o el mamut, a partir de muestras de ADN de museos, al más puro estilo de la novela y película Parque Jurásico.

Con el secuenciamiento se pueden monitorear especies exclusivas de ciertos lugares, e incluso, secuenciando el ADN de sus heces, saber si hubo cambios en su dieta. También, con este monitoreo de especies se han podido detectar fraudes en la venta de carnes de pescado, donde muchas veces se hace pasar una especie por otra.

La metagenómica es otro ejemplo de la aplicación del secuenciamiento masivo. En ella se estudia todo el ADN de una muestra ambiental, y así se puede determinar que especies (especialmente, microorganismos) habitan en ese ecosistema, e incluso cómo varían estas con el cambio climático y otros factores. No solo en bosques o ambientes abiertos, sino también en paradas de metro o de buses.

Referencias:

 

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