Brown utilizó esta técnica en 1998 para estudiar el desarrollo sexual de la levadura en colaboración con Ira Herskowitz, de la Universidad de California, en San Francisco. ("En realidad, nuestros estudiantes de doctorado, Shelley Chu y Joe DeRisi, hicieron la mayoría del trabajo manual e intelectual", explica Herskowitz).

Cuando se miran fotos de levadura a una gran magnificación, estas pequeñas gotas parecen completamente asexuadas. No obstante, la levadura tiene dos tipos conjugantes —"a" y alfa— así como también una célula diploide levemente más grande que contiene "a" y alfa. Cuando una célula diploide se queda sin alimento, se metamorfosea en esporas correspondientes a los dos tipos distintos conjugantes, que permanecen encerrados en una cubierta resistente hasta que las condiciones mejoran. Entonces, estas esporas brotan abruptamente y comienzan a buscar compañeros del sexo opuesto; tan pronto como encuentran un compañero adecuado, se fusionan.

El desarrollo de las esporas es asombrosamente similar al desarrollo del espermatozoide y de los óvulos humanos. "La mayoría de las células en tu cuerpo son diploides. Tienen dos copias completas del genoma, uno de tu madre y uno de tu padre", explica Brown. "Pero, el óvulo o los espermatozoides sólo llevan una copia del genoma. Para producir estas células sexuales, las células diploides tienen que pasar por un proceso llamado meiosis —tipo de división— y mezclan sus cromosomas.

"Bueno, la levadura hace exactamente lo mismo cuando sus células diploides forman esporas", dice Brown. "Muchos de los mecanismos genéticos son similares a los de los seres humanos. Muchos de los genes que están involucrados en el proceso, y sus productos, son funcionalmente análogos entre sí".

Antes de que Brown y Herskowitz realizaran su estudio, los científicos apenas conocían unos 150 genes de levadura involucrados en la producción de esporas. Pero los microarreglos, que muestran todos los genes que están activos en una célula en un momento en particular, le dieron al equipo una idea mucho más rica y detallada de lo que resulta ser un proceso asombrosamente complejo. En vez de 150 genes, encontraron que "más de 1.000 genes de levadura presentaban cambios significativos en los niveles de ARNm" durante la esporulación (proceso de hacer esporas). La actividad de la mitad de estos genes se incrementaba (según se muestra en distintos tonos de rojo), mientras que la actividad de la otra mitad disminuía (verde) durante secuencias complicadas que cambiaban con el tiempo.

Dado que los científicos ya sabían algo sobre los genes involucrados, esperaban observar alrededor del 10 por ciento de los cambios en la actividad génica obtenidos. "Pero había un gran grupo de genes sobre los cuales no sabíamos esencialmente nada", dice Brown, "y con esto teníamos de repente una pista verdaderamente importante sobre lo que podían estar haciendo".

Culpable por asociación
¿La pista? "Culpable por asociación", la llamó el equipo. "Podemos predecir su función basándonos en el hecho de que otros genes —cuya función conocemos— son activados al mismo tiempo", dice Herskowitz. Los genes tienden a ser expresados justo cuando sus productos tienen que desempeñar funciones importantes, explica, de modo que es probable que todos los genes cuyo ARNm aumentó o diminuyó a la vez, tengan funciones similares.

Estas suposiciones se podían probar muy fácilmente en levadura. "Tomamos un grupo de genes que mostraron un patrón particular de expresión durante la esporulación", dijo Brown. "Entonces, anulamos a estos genes uno por uno y encontramos que las células no podían completar su programa". El programa se detuvo en distintos puntos, dependiendo de qué gen era anulado. Cada punto reveló la función normal del gen anulado.

"Este estudio nos abre puertas; nuestro análisis sólo toca la superficie", dice Herskowitz. Una base de datos con todos los datos de este proyecto se encuentra disponible actualmente en el sitio Web de Brown (cmgm.stanford.edu/pbrown), con los cuales cualquiera puede aplicar la información a los espermatozoides y óvulos humanos (cuya formación, según Herskowitz, todavía "no se comprende bien") o analizar otros procesos de desarrollo.

— Maya Pines

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