Brown se encuentra en la cima del privilegiado grupo que se dedica al estudio de genomas completos porque eligió trabajar en el organismo modelo, utilizado por los genetistas en sus experimentos, que está más profundamente analizado. Pasando por alto al pequeño ratón gris de laboratorio (Mus musculus), la minúscula mosca de la fruta (Drosophila melanogaster) y el aún más pequeño gusano redondo (Caenorhabditis elegans), Brown se centró en la levadura de pan (Saccharomyces cerevisiae), también conocida como levadura de cerveza, que es un organismo microscópico y unicelular semejante a una gota.

Los biólogos disfrutan trabajar con levadura porque es casi tan manejable como las bacterias y los virus que los investigadores utilizaron para generar la tecnología de ADN recombinante en los años 70 y, no obstante, tienen muchas de las características de las células mamíferas. En el ambiente de la levadura, todo se puede controlar con facilidad. Al mismo tiempo, los genes de levadura se pueden manipular de cualquier manera que desee un investigador. Los genes se pueden anular, agregar a cromosomas específicos, sustituir por otros genes y hacer que produzcan proteínas cuando se desee. Estas operaciones son tan eficientes que los genetistas de levadura le han ganado la delantera a la mayoría de los otros grupos.

El genoma de levadura
Hace una década, varios laboratorios europeos decidieron cooperar en un plan ambicioso: Descifrarían todo el ADN del genoma completo de levadura. Después de que dividieron los seis cromosomas de levadura, cada uno de los laboratorios acordó encargarse de un pedazo distinto. El esfuerzo internacional eventualmente involucró a cerca de 600 científicos, incluyendo algunos equipos norteamericanos y japoneses.

En 1996, la comunidad que trabaja en levadura publicó con orgulloso el resultado de su trabajo: el grupo completo de instrucciones genéticas para hacer una célula de levadura—"un hito fantástico", dice Brown—. Estas instrucciones están codificadas en 12 millones de pares de bases, o subunidades, de ADN que codifican para aproximadamente 6.000 genes (genome-www.stanford.edu/Saccharomyces). "Todo lo que una levadura necesita para funcionar está en alguna parte de esos aproximadamente 12 millones de pares de bases", dice Brown.

Hasta entonces, nadie había secuenciado todo el ADN de ningún eucariota (organismo cuyas células tienen un núcleo verdadero y muchas otras características de las células animales). Este logro marcó el comienzo de una expedición que marcha a través de los genomas de varios otros organismos modelos, incluyendo el gusano redondo (cuya secuencia se terminó en diciembre de 1998) y la mosca de la fruta (marzo de 2000), hasta el gigantesco y casi místico genoma humano, cuya secuencia se anunció —en borrador—en junio de 2000.

Muchos de los genes de estos organismos más simples se parecen misteriosamente a los de los seres humanos. Sin embargo, a diferencia de los seres humanos, se puede hacer que estos organismos crezcan rápidamente y se puede mutar sus genes a voluntad —cualidad que los investigadores encuentran esencial, puesto que las mutaciones que hacen que un gen particular deje de funcionar permiten que los científicos descifren cuál sería la función del gen normal—. Además, los organismos modelos se pueden aparear de cualquier forma que le convenga a un experimentador y su descendencia se puede analizar con facilidad. Es así como los científicos han descifrado varias vías genéticas que también se encuentran en células humanas.

¿Cuánto nos parecemos a la levadura de pan?
Ya es bastante difícil aceptar que pequeñas criaturas, tales como gusanos y moscas, son como lo dijo un investigador "nuestros parientes", ¿pero qué pasa con la levadura de pan? ¿En qué nos podemos parecer a esa humilde célula, que es en realidad sólo un hongo, que se utiliza generalmente para hacer que la masa se eleve o para elaborar cerveza?

La respuesta es asombrosa: Somos tan similares a la levadura, en algunos de nuestros genes, que el ADN humano se puede sustituir con el gen de levadura equivalente —y funciona del mismo modo—. Esto se demostró por primera vez en 1985, cuando Michael Wigler y sus asociados en el Laboratorio de Cold Spring Harbor "rescató" una célula de levadura mutada que carecía de un gen esencial para el desarrollo, el equivalente en levadura al gen humano ras, insertando el gen humano en ella.

Este "resultado notable", escribió David Botstein, investigador de levadura en Stanford, "indicó una conservación profunda, no sólo de la secuencia [de ADN] sino también de la función biológica específica", de por lo menos más de mil millones de años de evolución entre la levadura y el ser humano. Más de 70 genes humanos adicionales han resultado ser capaces de reparar varias mutaciones en levadura, dijo. La conclusión de Botstein es: "Lo que es cierto para la levadura también es cierto para el ser humano".

Al igual que las células humanas, las células de levadura tienen ciclos de crecimiento y división —y los genes que regulan estos ciclos en levadura son prácticamente idénticos a los nuestros—. De hecho, casi todo lo que sabemos sobre el ciclo celular humano y mucho de lo que sabemos sobre el cáncer humano, se aprendió originalmente en levadura.

Tal conocimiento se adquiría de forma lenta y penosa. Hace algunos años, cuando los científicos examinaron el genoma de levadura recientemente secuenciado, se sorprendieron de encontrar que aunque se sabía más sobre la levadura que sobre cualquier otro organismo modelo, dos tercios de los genes de levadura nunca habían sido identificados —y nadie tenía la menor idea de cuáles podrían ser sus funciones—.

"Una de las cosas más fantásticas de los proyectos de secuenciación de genomas es que hacen evidente que todavía nos encontramos en las fronteras de la biología", dice Brown. "Al mismo tiempo, estos proyectos nos proporcionan de una herramienta muy útil que nos permite explorar grandes grupos de genes y descubrir sus características".

La mayoría de los genes en los organismos estudiados por los científicos "no se entienden en absoluto en términos de sus funciones", hace notar. "Y en el caso de los seres humanos, no se sabe nada acerca del entre 90 y 95 por ciento de los genes. Esto es sólo un recordatorio de todo lo que no sabemos".

— Maya Pines

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