Los seres humanos conocen y aman a la levadura desde tiempos remotos. Cuando se agrega al trigo triturado, hace levar al pan. Cuando se agrega a las uvas aplastadas, produce vino. Su aroma cálido y levemente frutal es el olor de células vivas en funcionamiento. Incluso un pequeño paquete de levadura "seca activa" contiene alrededor de 35 mil millones de células Saccharomyces cerevisiae (levadura de pan o cerveza), y tan pronto como estas células encuentran alimento, producen las burbujas de fermentación —burbujas que hacen que se leve la masa o que la cerveza haga espuma—.

Las levaduras se encuentran en grandes cantidades. Cuando se come uvas, se ingieren millones de células vivas de levadura que se encuentran disfrutando del azúcar de la superficie de las uvas. La levadura es barata. Es fácil de cultivar —las células de levadura se duplican cada 90 minutos cuando hay alimento disponible, y mil millones de ellas caben en unas pocas placas de petri—.

Estas células no sólo están vivas (hasta que el calor del horno las mata), sino que pueden hacer casi todo lo que hacen las células humanas para sobrevivir: transmitir señales desde la superficie de la célula a su núcleo, fabricar miles de proteínas, crear un andamiaje celular, reparar el ADN en el núcleo, etcétera. Y, a pesar de que la levadura no puede hacer tejidos y no tiene cerebro, se la reconoce universalmente como el mejor organismo modelo para realizar estudios de cualquier cosa que suceda dentro de una única célula.

Los investigadores hablan con entusiasmo del "asombroso poder" de la genética de levadura para solucionar problemas biológicos. "¡Es tan fácil con levadura!" dice Randy Schekman, investigador del HHMI en la Universidad de California, en Berkeley. Indica que la "cirugía genética ha sido posible en levadura por 20 años. Se puede coser pedacitos de ADN de una célula normal de levadura sobre un plásmido, el cual llevará este ADN a una célula de levadura mutada y el gen normal de levadura substituirá al mutado en el lugar preciso y correcto".

También es muy rápido. El genoma de levadura tiene muy pocos genes —6.000, si se lo compara con los 40.000 genes que se estima existen en ratones y en seres humanos— y las herramientas para manipular estos genes se encuentran tan altamente desarrolladas que los experimentos con levadura se pueden realizar generalmente en días o semanas. Experimentos similares en ratones pueden llevar años —y si es que se pueden realizar—.

Otra gran virtud de la levadura es que sus genes tienen muy pocos de los fastidiosos intrones (secuencias intervinientes de ADN) que interrumpen las secuencias codificantes de los genes mamíferos. Esto hace que sea "fácil reconocer dónde se ubican los genes de levadura y cuáles son sus límites, con sólo mirar la secuencia del genoma", explica Pat Brown. Observa que aproximadamente el 70 por ciento del genoma de levadura codifica para proteínas —una cantidad enorme si se la compara con el 5 por ciento del genoma humano—. (La función del restante 95 por ciento del genoma humano sigue siendo desconocida).

A pesar de estas diferencias, muchos genes de levadura se asemejan mucho a los de ratones y de seres humanos. También producen proteínas casi idénticas. "Generalmente, se puede tomar una proteína de levadura y una proteína humana equivalente y sobreponer sus estructuras tridimensionales, y serán cristalográficamente iguales", dice David Botstein. En sus estudios con actinia, una proteína, Botstein encontró que "la actinia no solo está conservada [sin cambios debidos a la evolución] entre levaduras y seres humanos, sino que la mayoría de las proteínas que interactúan con actinia en levadura también se encuentran conservadas, y así como también sus interacciones".

Philip Hieter de la Universidad de British Columbia, en Vancouver, pionero de lo que él denomina "estudios genómicos comparativos", recuerda que cuando dio charlas sobre levadura en los años 80, "había mucho escepticismo. Las personas no apreciaban la semejanza entre las levaduras y los mamíferos. Pero los 10 años siguientes demostraron que todas las vías básicas dentro de las células están mucho más conservadas de lo que se esperaba en ese entonces. Por lo tanto, si se examina una proteína humana nueva —por ejemplo, una proteína involucrada en una enfermedad humana— y se descubre que se asemeja a una proteína de levadura, esto nos brinda la vía bioquímica completa". Para un científico biomédico, eso es como sacarse la lotería.

— Maya Pines

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Las estructuras tridimensionales de varias proteínas de levadura y mamíferos son casi idénticas. Se observa la estructura de la actina de levadura (amarillo) superpuesta a la estructura de actina de mamíferos (azul), proteína muscular, y cómo se corresponden casi perfectamente.

Imagen: Sergey Vorobiev

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