Humanos knockout: su estudio replantea el número de genes esenciales de nuestro genoma

Amparo Tolosa, Genética Médica News

 

Variantes genéticas surgidas en la especie humana durante su evolución podrían ayudar a proteger a los mayores de la demenciaImagen: Jade Ades (National Human Genome Research Institute, EEUU).

Las personas que tienen ciertos genes inactivados -humanos knockout para esos genes- no muestran signos de un efecto perjudicial de la ausencia del gen sobre la salud, lo que indica que esos genes no son esenciales y su función puede ser compensada por otros. Imagen: Jade Ades (National Human Genome Research Institute, EEUU).

Un organismo knockout para un gen es aquel en el que ninguna de las copias del mismo –heredadas una de la madre y otra del padre – puede llevar a cabo su función. Como resultado, la proteína o elemento funcional que codifica el gen no se produce o su actividad está comprometida. La existencia de organismos knockout presentes en la naturaleza u obtenidos en el laboratorio se ha convertido en una herramienta fundamental para estudiar la función de los genes: si la ausencia de un gen provoca un fenotipo concreto en el organismo, o altera una ruta molecular específica, esto significa que el gen está implicado en dicho proceso.

En humanos, la identificación y estudio de los knockouts se ha visto limitada a aquellos casos en los que la ausencia de un gen da lugar a una enfermedad. Por esta razón, se conoce poco sobre lo que ocurre cuando se carece de alguno de los otros muchos genes no relacionados con patologías humanas.

Un reciente estudio publicado en Science acaba de evaluar los efectos sobre la salud de la pérdida de función de los genes humanos que codifican para proteínas, encontrando que las personas que tienen ciertos genes inactivados – humanos knockout para estos genes- no muestran signos de un efecto perjudicial sobre su salud. Estos resultados apuntan a que el número de genes esenciales de nuestro genoma es menor de lo que se suponía.

Los investigadores analizaron el exoma, o región codificante del genoma en 3.222 individuos adultos con fuerte relación de parentesco, y por tanto con una mayor proporción de su genoma compartida y encontraron variantes de pérdida de función en homocigosis (en ambas copias del gen) en 781 genes en 847 individuos. Al contrastar la información médica disponible con el carácter “knockout”, el equipo no encontró ninguna relación entre ambos, lo que sugiere que la pérdida de muchas de las proteínas codificadas por nuestro genoma no supone una amenaza directa para la salud de una persona.

Por ejemplo, en el estudio, los investigadores identificaron una mujer knockout para el gen PRDM9. Mutaciones en este gen producen infertilidad en ratón. Sin embargo, la mujer knockout para el gen había tenido descendencia, lo que apunta a que el gen no es imprescindible para este proceso, como se pensaba, y deben existir mecanismos compensatorios para su función.

“Esta es la primera vez que alguien ha buscado a gran escala knockouts completos de genes en personas adultas sanas,” indica David van Heel, investigador en el Queen Mary University of London, y uno de los directores del trabajo. “Encontramos que hay muchos knockout completos en adultos humanos y que a menudo, esto no tiene efectos adversos.”

“Estudiar a las personas sanas con parentesco nos ha permitido estimar que únicamente alrededor de 3.000 entre los 20.000 genes humanos son esenciales para la vida,” añade Richard Durbin, codirector del trabajo e investigador en el Wellcome Trust Sanger Institute.

Los resultados del trabajo también apuntan a que la identificación de mutaciones de pérdida de función en homocigosis debe ser interpretada con precaución, ya que la pérdida de muchas proteínas no afecta en gran medida a la salud del individuo. Además replantean el número de genes esenciales de nuestro genoma.

Referencia: Narasimhan VM, et al. Health and population effects of rare gene knockouts in adult humans with related parents. Science. 2016. Doi: 10.1126/science.aac8624

Fuente: Study reveals the effect of genetic ‘knockouts’ on human health. http://www.qmul.ac.uk/media/news/items/smd/171926.html

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