Proyecto GENNETEC

Un equipo de investigadores financiados con fondos comunitarios está ampliando los conocimientos científicos sobre los extremadamente complejos mecanismos que rigen la actividad de nuestros genes. Los resultados del proyecto comunitario GENNETEC («Redes genéticas: surgimiento y complejidad»), de tres años de duración, y al que se adjudicaron 1,48 millones de euros a través del área temática de Tecnologías de la Sociedad de la Información del Sexto Programa Marco (6PM), contribuirán a ampliar las posibilidades que ofrece la genómica gracias a nuevas formas de identificar los reguladores que controlan genes específicos.
CORDIS
Los genes de organismos tan variados como bacterias y seres humanos se activan y desactivan constantemente. La genómica es el estudio del funcionamiento de esta compleja maraña de genes y de los factores que los regulan.

Las moléculas que activan y desactivan los genes se denominan factores de transcripción o reguladores genéticos y la comunidad científica se esfuerza actualmente por averiguar los mecanismos por los que se rigen. El proyecto GENNETEC se propuso identificar qué factores de transcripción regulan qué genes.

Los factores de transcripción se unen a puntos específicos de un cromosoma para activar o desactivar genes de las inmediaciones. El patrón de actividad genética resultante es responsable del desarrollo de una célula o un organismo, sus funciones y sus respuestas a las adversidades y los estímulos del entorno. Un fallo en este proceso puede ser el desencadenante de enfermedades como el cáncer.

«Algunas enfermedades se pueden considerar un cambio incorrecto en la dinámica de una red de interacciones», explicó el Dr. François Képès, del Centro Nacional de Investigación Científica de Francia (CNRS) y coordinador de GENNETEC. «Por tanto, es indispensable conocer sus propiedades y comprender la forma de corregir o controlar su dinámica.»

Hasta hace poco, se buscaban secuencias cortas de ADN (ácido desoxirribonucleico) que se sabía que se unían a moléculas reguladoras específicas para tratar de encontrar correspondencias entre genes concretos y factores de transcripción posibles. Este método posee la desventaja de que sugiere un gran número de conexiones posibles que posteriormente resultan ser falsas.

Por eso el equipo de GENNETEC decidió seguir un nuevo método para estudiar los factores de transcripción. En un estudio anterior ya habían descubierto que los genes que responden a un mismo factor de transcripción se encuentran en muchos casos ubicados a intervalos regulares a lo largo de un cromosoma. Por consiguiente sospechaban que el agrupamiento de los factores de transcripción junto con los genes relacionados contribuye a optimizar su funcionamiento. Para demostrar que la ubicación de estos genes determina en parte la estructura de una cadena de ADN en particular, el equipo recurrió a simulaciones numéricas del plegamiento del ADN.

De este modo lograron identificar con mucha más eficiencia relaciones entre genes y factores de transcripción concretos. «La combinación de los dos predictores nos permite adivinar con mucha más precisión los reguladores de un gen concreto al reducir el número de correspondencias erróneas», explicó el Dr. Képès. «En líneas generales, doblamos la especificidad de la predicción.»

«Hemos descubierto que existe una clara conexión entre la estructura cromosómica y la expresión génica, una conexión que ahora somos capaces de predecir de una manera muy precisa y factible. Ahora estamos mejor equipados para comprender la regulación genética en células humanas con un coste más bajo y en menos tiempo.»

Uno de los socios de GENNETEC, NorayBio, empresa española de software orientado a las biociencias, ya está trabajando en un programa informático destinado a unificar el método de análisis de redes de genes empleado por la comunidad científica internacional. El consorcio de GENNETEC también ha elaborado su propia versión de este programa informático, en versión simplificada, que está disponible de forma gratuita.

El Dr. Képès considera que la labor investigadora del consorcio en torno a sistemas genómicos complejos es tan importante como el nuevo programa informático, puesto que puede aplicarse en varios campos, entre ellos sistemas de ingeniería. «Las células sólo disponen de un genoma, pero con ese genoma son capaces de resolver distintas situaciones», comentó. «Esta solución biológica puede darnos algunas ideas para elaborar una nueva generación de algoritmos de eficacia mejorada con los que abordar problemas complejos.»