Creado:
28.03.2025 | 06:43
Actualizado:
28.03.2025 | 07:05
A veces, la naturaleza es más despiadada de lo que pensamos. Dentro del propio ADN, hay genes que parecen actuar por cuenta propia, sin preocuparse por el bienestar del organismo que los porta. No se trata de ciencia ficción ni de una historia sobre mutaciones fantásticas: es una realidad descubierta en un tipo de levadura que se usa habitualmente en investigación genética. Y lo que revela este estudio es tan fascinante como inquietante.
Un equipo de científicos ha identificado cómo ciertos genes “egoístas” en el ADN de las levaduras son capaces de destruir células reproductivas que no los heredan, asegurándose así su transmisión a la siguiente generación. El trabajo, publicado en PLoS Genetics por Ananya Srinivasa Nidamangala y colaboradores, no solo describe en detalle este mecanismo, sino que establece conexiones con procesos biológicos más amplios que podrían ayudar a entender problemas humanos como la infertilidad y las enfermedades neurodegenerativas. Como señala el propio artículo, “estos genes pueden provocar una autodestrucción accidental de su huésped”, revelando el filo peligroso de su estrategia evolutiva.
La evolución da un giro inesperado: un experimento con levadura muestra que duplicar el ADN completo fue clave para la vida pluricelular
Eugenio M. Fernández Aguilar
Genes que juegan sucio: los impulsores meióticos asesinos
El estudio se centra en un grupo peculiar de genes llamados wtf (de with TFs, una abreviatura técnica). Estos genes pertenecen a una clase conocida como impulsores meióticos asesinos (killer meiotic drivers), que funcionan de una forma inusual: durante la meiosis, el proceso en el que las células sexuales se dividen, estos genes liberan proteínas tóxicas que destruyen a los gametos que no los portan. Solo las células que heredan el gen logran sobrevivir, gracias a una proteína “antídoto” que las protege.
Este fenómeno fue estudiado en levaduras del género Schizosaccharomyces, y en particular en una variante aislada del kombucha, la bebida fermentada. El equipo descubrió que muchos genes wtf funcionan con el mismo principio que el ya conocido wtf4, es decir, mediante la combinación de una toxina proteica y su correspondiente antídoto, codificados por el mismo gen. La capacidad de matar de los genes wtf proviene de la forma en que las proteínas veneno Wtf se agrupan o forman agregados.
Proteínas veneno muy distintas entre sí se autoensamblan y se localizan de forma sorprendentemente similar. Fuente: PLOS Genetics
La importancia del tamaño y la ubicación de los agregados
Una de las observaciones más destacadas del estudio es que el tamaño de los agregados proteicos y su distribución en la célula determinan su toxicidad. Las proteínas veneno y antídoto tienden a agruparse, y esta propiedad de autoensamblaje es clave para su función. Usando una técnica llamada DAmFRET, que permite visualizar la formación de agregados en células vivas, los investigadores midieron cómo se comportan estas proteínas.
Curiosamente, los agregados más pequeños eran más tóxicos que los grandes, y la toxicidad también dependía de que estuvieran distribuidos por toda la célula. Cuando el veneno y el antídoto se agrupaban de forma específica y se dirigían a una estructura celular llamada vacuola (el “cubículo de reciclaje” de la célula), la toxicidad se neutralizaba.
Este hallazgo se vincula con lo que se sabe sobre proteínas implicadas en enfermedades como el Alzheimer o el Parkinson, donde el tamaño y la forma de los agregados también son factores clave. Este trabajo amplía la comprensión de cuestiones biológicas fundamentales: qué secuencias proteicas favorecen la agregación y qué distingue a los agregados tóxicos de los no tóxicos.
Recreación de levaduras. Fuente: Midjourney / E. F.
Una estrategia que evoluciona al borde del desastre
Los genes wtf no solo son agresivos, sino también increíblemente diversos. Pese a sus secuencias altamente variables, todos parecen compartir esta capacidad de formar agregados y llevar a cabo su estrategia de sabotaje. Esta plasticidad evolutiva puede ser una de las razones por las que han persistido durante millones de años, involucrados en una especie de carrera armamentista genética contra otros elementos del genoma.
Sin embargo, esta estrategia no es infalible. En algunos casos, mutaciones espontáneas hacen que el gen pierda la capacidad de producir el antídoto o que la toxina no se regule adecuadamente. El resultado puede ser catastrófico: una “autodestrucción” que elimina por completo la fertilidad del organismo que lleva ese gen. Estas propiedades también pueden llevar ocasionalmente a su propia autodestrucción.
Implicaciones más allá de la levadura
Aunque el estudio se centra en levaduras, las implicaciones de estos hallazgos podrían extenderse a muchos otros organismos, incluidos los humanos. La existencia de genes egoístas no es exclusiva de estos microbios. De hecho, muchos genomas —el nuestro incluido— contienen secuencias que podrían estar implicadas en mecanismos similares, aunque más complejos.
El paralelismo con las enfermedades neurodegenerativas no es casual. Tanto las toxinas de los genes wtf como las proteínas defectuosas en el Alzheimer o el Huntington forman agregados tóxicos cuya toxicidad depende del tamaño y la distribución celular. Comprender cómo funciona esta toxicidad en un sistema simple como la levadura puede aportar pistas valiosas para abordar enfermedades humanas.
Por otra parte, el fenómeno de los genes impulsores tiene implicaciones para la infertilidad, ya que estos mecanismos pueden reducir drásticamente la viabilidad de los gametos. Esto podría tener especial relevancia en especies donde se ha observado una caída inexplicada en la fertilidad, y abrir nuevas líneas de investigación sobre la base genética de estos trastornos.
Reducir los agregados del veneno Wtf4 aumenta su toxicidad y dificulta la acción del antídoto. Fuente: PLOS Genetics
¿Tienen algo que ver estos genes con El gen egoísta (Dawkins)?
Al leer sobre genes que matan células para asegurarse ser heredados, es fácil pensar en el libro El gen egoísta de Richard Dawkins. En esta obra, publicada en 1976, Dawkins propuso una idea revolucionaria: la evolución puede entenderse como un proceso en el que los genes compiten por reproducirse, usando a los organismos como vehículos temporales. En ese contexto, los genes serían “egoístas” no en el sentido moral, sino en su comportamiento funcional: actúan “como si” su único objetivo fuera perpetuarse.
Sin embargo, los genes wtf analizados en este estudio no solo se comportan como si fueran egoístas: lo son en un sentido literal y técnico. En lugar de cooperar con el resto del genoma, sabotean el proceso de reproducción matando a los gametos que no los portan, una estrategia que rompe por completo con las leyes clásicas de la herencia. Esto los convierte en una clase radical de genes impulsores, capaces de comprometer la fertilidad del organismo en su afán de ser transmitidos.
Por tanto, aunque la idea de Dawkins ayuda a contextualizar este comportamiento, los genes wtf representan una versión extrema que supera el modelo clásico del “gen egoísta”. No buscan simplemente maximizar su éxito dentro de un marco cooperativo, sino que actúan como elementos disruptivos dentro del propio ADN. Son egoístas no solo en teoría, sino también en práctica, y lo hacen a costa de la integridad genética de su anfitrión.
Lo que nos enseñan los genes que matan
Este estudio no solo aporta datos sobre la biología de las levaduras, sino que abre una ventana a las dinámicas más crudas de la evolución. Nos recuerda que, en el mundo de la genética, no todo está orientado al beneficio del organismo. A veces, los genes tienen intereses propios, y están dispuestos a hacer lo que sea necesario para pasar a la siguiente generación, incluso si eso implica matar a la mitad de las células hijas.
La genética clásica se basaba en la idea de cooperación: todos los genes trabajan juntos por el bien común del organismo. Pero estudios como este nos obligan a matizar esa visión.
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Referencias
Ananya Srinivasa Nidamangala, Samuel Campbell, Shriram Venkatesan, Nicole Nuckolls, Jeffrey Lange, Randal Halfmann, Sarah E. Zanders. A unified mechanism of gamete killing by wtf meiotic drive genes in Schizosaccharomyces. PLOS Genetics.
Fuente:
Autor: efernandez
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