Apuntes científicos desde el MIT

Apuntes científicos desde el MIT

Este Blog empezó gracias a una beca para periodistas científicos en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Boston, donde pasé un año aprendiendo ciencia con el objetivo de contarla después. Ahora continúa desde Nueva York buscando reflexiones científicas en otras instituciones, laboratorios, conferencias, y conversando con cualquier investigador que se preste a compartir su conocimiento.

Heredar experiencias: Algo de razón llevaba Lamarck…

Por: | 17 de marzo de 2009

Reconozco que me saltaba alguna clase, pero lo que me enseñaron durante la licenciatura de bioquímica fue que si mis genes decían que yo iba a ser delgaducho, por muchas horas que me pasara en el gimnasio la información que yo transmitiría a mis hijos eran unos genes de delgaducho. Levantar pesas de manera regular podía cambiar la expresión de mis genes y hacer que terminara siendo un tipo bien musculado, pero eso no se reflejaba en la secuencia de ADN que contenía mis espermatozoides. Mi descendencia iba a recibir la misma información genética con la que yo nací. Insinuar que podía ser de otra manera, que caracteres adquiridos durante mi vida podían ser heredados por la siguiente generación, era un atentado contra los principios de la teoría evolutiva moderna. Pues resulta que no lo era… Hace un par de siglos varios naturalistas querían entender sin recurrir a fuerzas sobrenaturales el proceso por el que las especies iban cambiando poco a poco con el paso del tiempo. Lamarck Lamarck postulaba que el cuello de las jirafas era cada vez más alto porque a base de forzarlo crecía ligeramente en cada generación, y eso se heredaba de padres a hijos. Darwin en cambio proponía que en épocas de escasez de alimentos, las jirafas con cuellos altos tenían acceso a más hojas, y eran las que lograban sobrevivir y dejar más descendencia. Durante un tiempo ambas teorías coexistieron. La selección natural de Darwin fue más exitosa, pero no había razones por las que negar un cierto grado de lamarckismo. Ambos mecanismos evolutivos eran absolutamente compatibles. Pero años después, casi sin proponérselo un monje austriaco sentó las leyes de la herencia cultivando y cruzando meticulosamente diferentes variedades de guisantes. Gregor Mendel descubrió que había unidades de información individuales que se transmitían de generación en generación. Cuando la selección natural de Darwin se fusionó con la genética mendeliana, y la biología molecular empezó a mostrar que dichas unidades de información eran genes compuestos por una larga combinación de A, G, T y C que se pasaba inalterada de padres a hijos, la idea de Lamarck quedó desterrada para siempre. Podían existir mutaciones e intercambio de genes, pero no había ningún mecanismo que explicara cómo la jirafa transmitía el esfuerzo de alargar su cuello a su descendencia. Era imposible. Hasta el siglo XXI… Los científicos saben desde hace tiempo que la información genética va mucho más allá de la secuencia de bases del ADN. En cada una de tus células hay un finísimo hilo de un metro empaquetado en un espacio de 0,01 milímetros. Esta cadena de ADN se enrolla con la ayuda de unas proteínas llamadas histonas. Modificaciones en estas histonas pueden hacer que un gen determinado se exprese más o menos. También hay otro proceso llamado metilación que puede silenciar o activar genes específicos en función de tus condiciones de vida. Es un proceso natural y necesario para que tu cuerpo se adapte al entorno que le toca vivir. Lo que los científicos no sabían hasta hace muy poco es que estos cambios pueden también reflejarse en las células germinales y pasar a la siguiente generación. El cambio conceptual es profundo. Lamarck tenía parte de razón: Algunos caracteres adquiridos durante tu vida sí pueden ser transmitidos a tus hijos. ¿Evidencias? La planta arabidopsis es un modelo que lleva tiempo estudiándose en el que esta herencia epigenética está harto demostrada, pero quizás el ejemplo más espectacular es el de los experimentos con ratones agouti . Una de las características de estos ratones agouti es que su color amarillento puede transformarse en marrón sólo con una dieta extremadamente rica en grupos metilo. La secuencia de su ADN no cambia en absoluto, pero la metilación de ciertos genes provoca un cambio de color que, y esto lo más sorprendente, es heredado por sus descendientes. Es decir: el ratón nace amarillo, se hace más marrón debido a la metilación, y sus hijos naces marrones. Hace 10 años la inmensa mayoría de biólogos hubiera apostado por que serían amarillos de nuevo. Muchos otros estudios han confirmado que estas modificaciones del ADN se pueden heredar. y nada hace a pensar que los humanos seamos una excepción. De hecho varios estudios epidemiológicos ya han demostrado que algunas enfermedades o condiciones adversas sufridas durante la vida de unos individuos pueden dejar huella mediante cambios en la expresión génica, cuyo origen no es una modificación secuencia de ADN. El más conocido es sobre la hambruna que sufrió suecia en el siglo XIX , y cuyos efectos se manifestaron durante varias generaciones. El cambio de paradigma ya está establecido: lo que hagas en tu vida sí se puede transmitir por vía genética. Falta esclarecer el grado en que esto ocurre, pero las repercusiones que puede tener esto para la teoría evolutiva son enormes. Entre otras cosas, permitiría explicar lo rápido que se han producido ciertos cambios evolutivos, sin necesariamente recurrir a las mutaciones en el código genético. También tiene profundas implicaciones en temas médicos. Por ejemplo. se sabe que los alcohólicos suelen tener déficit de vitamina B12 debido a su malnutrición, una vitamina necesaria para la correcta y necesaria metilación del ADN. Como consecuencia, muchos alcohólicos están menos metilados de lo normal, un hecho relacionado con el cáncer de hígado y cirrosis hepática. No se conoce todavía, pero quizás sus hijos podrían heredar una cierta predisposición a estas enfermedades. Hoy y mañana ando paseando por un congreso de epigenética (el estudio de la información genética que no tiene nada que ver con la secuencia de bases del ADN) que se está realizando en los Institutos Nacionales de la Salud de EEUU en Bethesda, al lado de Washington DC. A pesar de que yo me he centrado en la sorprendente confirmación de que las alteraciones epigenéticas son heredables, reconozco que el 99% del tiempo está dedicado a las implicaciones médicas de este campo de investigación emergente que lleva menos de 15 años explorándose; en 1995 se descubrió el primer caso de cáncer causado por la inactivación por metilación de un gen supresor de tumores. Dedicaremos el siguiente post a la parte más biosanitaria, gracias a que por sorpresa me he topado hace escasas horas con el crack de la epigenética en España. Continuará…

Hay 30 Comentarios

Si los cambios epigenitcos se aplicaran a nivel productivo que beneficios o no se podrían obtener....??

siempre te dijo lamarck atodas partes con tigooo I LOVE YOUUU..... <3

que espanto

sa

Cualquiera que haya estudiado filosofía y física, como es mi caso, sabe que denominar a una teoría "metafísica" es una contradicción. Luego tu argumento es puro humo.

Picritio: Ante tal avalancha de argumentos tan bien hilados, no tengo más remedio que darte la razón.

Tu no tienes ni idea, teoria metafisica, vaya chorrada

La teoría de Darwin es un ejemplo no de teoría empírica sino de teoría metafísica: dados unos seres autorreproductores que viven en un medio cambiante y que deben ajustarse al medio para sobrevivir, la única manera que tienen de seguir sobreviviendo es cambiando para adaptarse a su entorno. Es un caso de lógica situacional, no hace falta contrastarlo con los hechos. Ahora bien, si añadimos que dichos cambios se producen mediante "sólo" mutaciones de la herencia genética, entonces la teoría (llamada neodarwinismo) sí es empírica, contrastable y refutable, y, de hecho, ha sido refutada por experimentos como el de los ratones coloreados por metilación.

Me cuentan que si un piojo negro salta a la cabeza de un rubio, entonces la descendencia del piojo niegro son piojos blancos. ¿Conoce alguien este fenómeno? ¿Es un caso semejante al de los ratones coloreados descrito en el artículo de Pere?

Kuervo explicado así, no hay modo de contradecirte, tienes razón, en parte. Si piensas un pcoo, la selección natural puede actuar perfectamente en la descendencia de esos individuos. Saludos

cretinismo.net: explicado así, no hay modo de contradecirte, tienes razón, en parte. pero lo que le digo a ángel, es lo difícil que resulta refutar la tesn, porque cualquier deducción empírica puede ser reinterpretada ad hoc para hacerla consistente con la misma. por ejemplo: cómo podemos decir que los caracteres adquiridos de lamarck son consistentes con la tesn, cuando sabemos perfectamente que el orden lógico de la primera es el inverso de la segunda. en la evolución por selección natural al azar, primero actúa la variación como resultado de mutaciones aleatorias y luego el filtro de la selección natural al azar a manera de condiciones medioambientales y sus cambios impredecibles. con los caracteres adquiridos ocurre precisamente lo contrario. primero son las condiciones medioambientales y sus cambios impredecibles generando conductas y cambios de conductas en los individuos que tratan de adaptarse, y luego la variación que surge a manera de carácter adquirido producto de lo primero. en este caso, la selección natural no actúa como filtro, ni las variaciones son el resultado de mutaciones aleatorias indeterminadas. saludoski

Kuervo argumenta asi: ******************* sólo falta que la pobre complejidad irreducible de michael behe, también encaje. aahh estos darwinistas... ******************* Yo aclaro (por si aún hay alguien que no lo ha comprendido) Mr Behe ha propuesto que los sistemas complejos que se encuentran en los seres vivos son irreducibles, es decir, si se elimina una parte de estos sistemas, dejan de funcionar. Lo único que podría hacer la evolución es juntar piezas poco a poco. Y puesto que no hay función hasta que todas las partes están juntas, la evolución no podría actuar. Hasta aquí el argumento de Behe. Nada novedoso, por cierto. Es el viejo argumento de Paley revestido de términos bioquímicos. El ejemplo más conocido dado por Behe es el del flagelo bacteriano. Yo respondo Ya existen numerosos estudios que demuestran que el flagelo bacteriano no es irreducible, sino que sus partes, unas 40 proteínas, tienen función propia. Por ejemplo, 10 de ellas forman un sistema llamado secretor de tipo III que aparece en bacterias sin flagelo y que sirve para inyectar toxinas en las células que atacan. Un ejemplo que demuestra que el flagelo no es irreducible. Lo mismo ocurre con todos los ejemplos considerados como irreducibles por este señor: ojo, cascada de coagulación, cilios, etc. Son fáciles de encontrar en Google o PubMed. Evidentemente, si se buscan en páginas creacionistas, o no se encuentran, o dirán que son falsos y fruto de una conspiración mundial de los biólogos y científicos contra dios. Conclusión La "pobre complejidad irreducible de michael behe" no encaja en la ciencia por ser falsa. Yo sugiero Buscar trabajos que desmienten este hipótesis. Contrastar argumentos. Sacar conclusiones.

ángel en la teoría del viejo darwin ha encajado todo: desde gradualidad hasta equilibrio puntado; desde ‘fósiles’ vivientes hasta transferencia horizontal de genes. que mas da si ahora el pobre spencer ve encajar los caracteres adquiridos. sólo falta que la pobre complejidad irreducible de michael behe, también encaje. aahh estos darwinistas... por cierto, pere, brutal... saludoski

Sorprendida xlo que acab de leer,a pesar de la falta de información que dicen algunos por ahí......Una de las bases para llegar a comprender el origen,la evolución y todas estas cosas es dejar las puertas abiertas,no quedarte con lo que algunos librejos te dicen,me refieroa aquellos que te dicen que las cosas son de una sola manera.Recuerdo a algún profesor diciendo aquello de :"ojo en el examen con lo de los caracteres adquiridos!!!!!" He encontrado esta página por casualidad,gracias de parte de una estudiante de Biología.Observando con unos ojos aun más abiertos!

Que la selección natural haya favorecido mecanismos por los cuales los organismos sean capaces de transmitir a sus descendientes caracteres adquiridos por los padres y que son importantes para la supervivencia, no debería de resultar tan extraño a ojos de la propia teoría de Darwin, Encaja perfectamente... nos basta encontrar cuales son esos mecanismos.

Para que los caracteres adquiridos tengan importancia en evolución deben cumplir algunas premisas, como manifestar cierta estabilidad a lo largo de varias generaciones. Además, deben tener un alcance más general.

Tienes razón, Anónimo (15:32), debí poner que las mutaciones (no la selección natural) no serían sólo fruto del azar.

La selección natural no es fruto del azar.

Interesantísimo post. Se me ocurren algunas cosas: - La selección natural resulta ser un proceso mucho más "activo" que siendo sólo fruto del azar. - Código modificando código. ¡Es genial!. ¿Podría esto estar en el origen de enfermedades como el cáncer? - Este conocimiento aumenta nuestra "responsabilidad" a la hora de vivir nuestra vida. - Me alegra saber que dejaré a mi descendencia "código genético original. - Qué grande y poderosa es la VIDA.

Genial el post. Felicidades

Estoy de acuerdo con García-Valiño. Es lógico que seamos excluyentes en cuanto a las teorías ya que son una apuesta por una determinada via de investigación,pero en cuanto a los resultados experimentales deberían ampliar más los horizontes y acumular conclusiones tendentes a un todo, al que se debería aspirar. ¿Siguen los cientificos pisandose los callos unos a otros como en el s. XXI ?

Sigo creyendo que es demesiado prematuro sacar conclusiones tan aventuradas de los pocos datos disponibles. Como Anónimo señala, otras explicaciones de esta fenomenología son todavía posibles: Un determinado gen (genotipo) pudiera tener la posibilidad de manifestarse (fenotipo) de diferentes maneras, dependiendo esta fenomenología de las influencias del medio ambiente, y dentro del concepto “medio ambiente” incluyo, en esta ocasión, el organismo en el que ese gen se realiza. Nadie puede afirmar hasta el momento que ese cambio en el fenotipo vaya acompañado de una mutación en las secuencias del ADN; para ello serían necesarios estudios a plazo más largo.

I. García, quizás no es tan difícil de demostrar... Impresionante! el artículo que me acaba de enviar el neurocientífico del MIT Miquel Bosch, tras leer el post: http://www.jneurosci.org/cgi/content/abstract/29/5/1496 La revista es Journal of neuroscience, muy prestigiosa, y el paper es de febrero 09. Para no distorsinar, traduzco literalmente del abstract: “La idea de que las cualidades adquiridas por la experiencia puedan ser transmitidas a futuras generaciones fue durante mucho tiempo considerada incompatible con la comprensión actual de la genética. Sin embargo, la documentación reciente en herencia transgeneracional no mendeliana hace este fenómeno “lamarckiano” mucho más plausible. Aquí, demostramos que exponer ratones de 15 días de edad a un entorno estimulante (EE) durante dos semanas (exposición a nuevos objetos, elevadas interacciones sociales, y ejercicio voluntario), mejora la potenciación de su memoria a largo plazo. No sólo en ellos, sino también durante la adolescencia de su futura descendencia, auque no se les exponga a EE. (…) Si un fenómeno similar ocurriera en humanos, la efectividad de la memoria de uno durante su adolescencia, (…) podría ser influenciada por las experiencias estimulantes de su madre durante su juventud” [8o] Im-presionante. No he leído a conciencia el artículo, pero dejando de lado la extrapolación a humanos, en la discusión parecen hablar de epigenética y metilación como mecanismos por lso que se pueden transmitir de madres a jijos estas mejoras en la capacidad de memorizar. vaya temita... p e r e

Los caminos de la evolución de las especies son inescrutables...[8D]

Es posible que esta sea la explicación del efecto Baldwin por el cual se nos dice que lo aprendido se hace instinto y tanto nos sonaba a lamarckiano. El que un gen se exprese más o menos o se inhiba más o menos por el metilo sin duda debe estar regulado por otros genes y lo que se hereda no sería más que la propia expresión fenotípica del genotipo originario que en si mismo lo permitíría; es decir se el fenotipo se preconiza tanto que parece genotipo. De cualquier forma es una puerta que hay que explorar.

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Pere Estupinya

. Soy químico, bioquímico, y un omnívoro de la ciencia, que ya lleva cierto tiempo contándola como excusa para poder aprenderla.
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