Un nuevo análisis realizado por científicos del Instituto Weizmann de Ciencias en Israel ha destacado la manera en que una porción importante de nuestro ADN, que contiene antiguas secuencias virales, podría tener un papel fundamental en el desarrollo humano y la evolución biológica. Cerca del 8% del genoma humano está constituido por vestigios de virus antiguos, incorporados a lo largo de la evolución de nuestra especie. Estos segmentos virales, llamados elementos transponibles (ET), fueron tradicionalmente vistos como «ADN desechable» por su supuesta falta de función aparente. No obstante, investigaciones recientes ponen en duda esta percepción, sugiriendo su posible participación en la regulación genética, en las primeras etapas del desarrollo humano y en el proceso de evolución biológica.
El trabajo de investigación, divulgado el 18 de julio en Science Advances, ha ofrecido visiones renovadas acerca de cómo los restos virales antiguos podrían haber tenido una influencia significativa en la formación de los humanos tal como los conocemos en la actualidad. Al estudiar los elementos móviles, los científicos identificaron patrones en su actividad que indican una posible participación en la regulación génica, es decir, en el encendido y apagado de genes cruciales para el desarrollo.
La función desconocida de los elementos transponibles
El ADN humano alberga 23 pares de cromosomas, pero dentro de esta compleja estructura existen elementos transponibles, que frecuentemente han sido considerados como remanentes de virus que se insertaron en el ADN de nuestros predecesores. Estos elementos transponibles, a menudo llamados «genes móviles», tienen la capacidad de desplazarse por el genoma, lo que les permite afectar de manera notable la expresión de los genes.
El Dr. Fumitaka Inoue, coautor del estudio y profesor asociado en la Universidad de Kioto, Japón, explicó que el genoma humano fue secuenciado hace mucho tiempo, pero muchas de sus partes aún no tienen una función completamente comprendida. Los elementos transponibles, hasta ahora considerados como elementos sin importancia, están siendo reevaluados en términos de su impacto potencial en la biología humana. Este avance podría ofrecer nuevas formas de entender no solo la evolución humana, sino también las enfermedades genéticas y las posibles aplicaciones de la terapia génica.
El papel del ADN viral antiguo en la evolución humana
Los investigadores se enfocaron en un grupo específico de secuencias de elementos transponibles denominados MER11, presentes en los genomas de primates. Al emplear un sistema innovador de clasificación, los científicos lograron identificar subfamilias previamente desconocidas de estos elementos. Uno de los hallazgos más sorprendentes fue la identificación de la subfamilia MER11_G4, que mostró una notable capacidad para activar la expresión génica en células madre humanas y células neuronales en etapas tempranas del desarrollo. Este hallazgo sugiere que esta subfamilia de elementos transponibles juega un papel crucial en las primeras fases del desarrollo humano, influenciando cómo los genes responden a señales de desarrollo y estímulos ambientales.
La investigación también demostró de qué manera estos antiguos elementos virales, a lo largo del proceso evolutivo, han contribuido a diversificar los genomas en varias especies, como los humanos, los chimpancés y los macacos. Esto ofrece una nueva perspectiva sobre cómo la evolución biológica de los primates ha sido afectada por estos fragmentos virales y su integración en el ADN de nuestros ancestros.
Repercusiones para la salud y la evolución del ser humano
A lo largo de la evolución de la genética, los elementos transponibles han sido considerados como secuencias potencialmente perjudiciales debido a su habilidad para desplazarse e integrarse en distintas localizaciones del genoma. No obstante, estudios recientes indican que ciertos de estos elementos virales podrían desempeñar papeles beneficiosos, convirtiéndose en «componentes esenciales» del ADN humano. La habilidad de algunos virus ancestrales para «domesticarse» y contribuir a los objetivos evolutivos del organismo ha sido crucial para su incorporación.
El Dr. Lin He, biólogo molecular de la Universidad de California en Berkeley, subraya que, a pesar de que algunos de estos virus se perciban como dañinos, en realidad han contribuido a la innovación genómica del ser humano. Estos hallazgos pueden tener implicaciones significativas en la comprensión de las enfermedades humanas, así como en el desarrollo de nuevas terapias para tratar condiciones genéticas.
Las dificultades al investigar los elementos móviles
Un desafío significativo en el análisis de los elementos transponibles es su característica repetitiva, lo que complica su investigación y estructura. Las secuencias de dichos elementos se clasifican en familias y subfamilias basándose en su función y similitud, sin embargo, muchas no han sido documentadas completamente. Según el Dr. Xun Chen, quien encabeza el estudio, los científicos aún deben descubrir cómo estos elementos transponibles participan en la regulación genética y la evolución de los primates.
Sin embargo, este estudio ha sido un paso importante al ofrecer nuevas herramientas y métodos para comprender la interacción entre estos elementos y los procesos evolutivos que han dado forma al genoma humano. La investigación también sugiere que otros elementos transponibles aún no identificados podrían tener un impacto significativo en la biología humana.
Un innovador método en la genética humana y los tratamientos futuros
El análisis de los elementos virales transponibles ofrece novedosas perspectivas en la biología evolutiva y en la comprensión de las bases genéticas de las enfermedades en humanos. Asimismo, la investigación indica que estos elementos podrían tener aplicaciones en la terapia génica, proporcionando nuevas oportunidades para tratar diferentes condiciones médicas.
El Dr. Steve Hoffmann, especialista en biología computacional, resalta la importancia de esta investigación, la cual no solo aporta nuevas ideas sobre la gestión del genoma humano, sino que también suscita interrogantes significativos acerca de cómo los progresos en el estudio de estos componentes pueden revolucionar el ámbito de la biología molecular y la medicina individualizada.
La influencia de los virus antiguos en nuestra evolución
Este análisis brinda una perspectiva renovada sobre la importancia de los antiguos elementos virales en la evolución y el progreso de los humanos. Más que simples restos de virus pasados, estos segmentos de ADN podrían jugar un papel importante en nuestra biología, afectando no solo nuestro desarrollo, sino también nuestra manera de entender y abordar las enfermedades. Al profundizar en el estudio de estos elementos móviles, el porvenir de la genética humana podría descubrir posibilidades novedosas y sorprendentes en el ámbito médico y de la terapia génica.