Descubriendo la belleza en la naturaleza (Experiencia de un exalumno del IBt)

Dr. Ramiro José González Duarte*

Durante mis estudios de maestría en el IBt, tomé el curso de “Genómica comparativa de primates”, aunque mi proyecto de investigación nada tenía que ver con ello. Mi trabajo en ese momento estaba relacionado con las proteínas insecticidas de la bacteria Bacillus thuringiensis, en el grupo de la Dra. Alejandra Bravo. Afortunadamente, mi tutora, la Dra. Liliana Pardo, siempre me permitió elegir los cursos que más me interesaban y que contribuirían a ampliar el horizonte de mis conocimientos.

Durante ese interesante curso, que versó sobre las similitudes y diferencias entre el genoma de los primates y del humano, el Dr. Enrique Reynaud, me prestó uno de sus fascinantes libros sobre ciencia: Time, Love, Memory (Tiempo, Amor y Memoria), de Jonathan Weiner. El libro básicamente habla sobre la vida del gran científico Seymour Benzer, quien -como Físico- inició estudiando los semiconductores y luego pasó a estudiar los genes y el comportamiento animal, donde su modelo fue la mosca de la fruta (Drosophila melanogaster). Sin duda, un salto impresionante motivado por una fuerza poderosa: la curiosidad. Ese maravilloso libro abrió mi mente a la diversidad en la investigación científica y a buscar constantemente nuevos retos y temas para trabajar.

También recuerdo que en el curso de Biología Molecular, el Dr. José Luis Reyes nos explicó sobre los ARNs pequeños no codificantes, unas moléculas que yo desconocía y que me cautivaron, específicamente los microARNs. En ese momento supe que quería profundizar más en el tema y, una vez terminada la maestría, decidí trabajar en esa novedosa área de la biología celular.

Posteriormente ingresé al Doctorado en Ciencias Biomédicas de la UNAM, en la Ciudad de México. Mi proyecto de investigación se enfocó en estudiar la expresión de los genes de la vía de biogénesis (generación dentro de la célula viva) de los microARNs y su posible regulación por la vitamina D3.

Recordemos que el proceso de producción de una proteína implica varias etapas: la “transcripción” del ADN, en la que se copia la secuencia de nucleótidos a una molécula de ARN. Después, el ARN debe “traducirse”, evento que lleva a unir, uno a uno, los diferentes aminoácidos que “dicta” el ARN. El material genético producido en cada etapa, puede aún ser modificado. Por ello, se le añade el prefijo “post” para indicarlo. Así, existen eventos postranscripcionales y postraduccionales.

Los microARNs son una clase de ARNs que no codifican una proteína y regulan la expresión génica en la etapa postranscripcional. En el humano, la vía canónica de biogénesis (la vía bien conocida y estudiada), involucra las proteínas que los científicos han bautizado como Drosha, DGCR8, DDX5, DDX17, Exportina 5, Dicer y Argonauta 2. Al inicio del 2011, cuando inicié este proyecto, el conocimiento publicado se enfocaba en los microARNs y su función, pero muy poco se sabía sobre cuáles moléculas en la célula podrían modificar la expresión de los genes de la vía de biogénesis. Hasta ese año, sólo había dos artículos científicos publicados que sugerían la participación de las hormonas esteroideas estradiol y progesterona. Hoy en día, existe una cantidad abrumadora de artículos que exploran estos aspectos.

Desarrollé la parte experimental del posgrado en el Instituto de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán. Estudié los efectos de la vitamina D3 sobre la expresión génica en el contexto del cáncer. La vitamina D3 es en realidad una hormona cuya forma activa se conoce como calcitriol y funciona como un regulador del metabolismo del calcio y la formación de los huesos. También regula la proliferación y la diferenciación celular, por lo que actúa como una especie de anticancerígeno en nuestro cuerpo (1). El calcitriol modifica la expresión de diversos genes mediante su unión a una proteína del núcleo de las células llamada Receptor de la Vitamina D (VDR, por sus siglas en inglés). Básicamente, los genes están constituídos por una región codificante y una promotora. En esta última existen secuencias de nucleótidos específicas conocidas como Elementos de Respuesta a Hormonas, donde el complejo VDR-calcitriol se une y entonces puede encender o apagar la expresión de los genes.

Trabajé con líneas celulares de cáncer cervical humano que expresan el VDR. En este tipo de células se sabe que el calcitriol evita su proliferación descontrolada. Para entender cómo funciona esto, estudiamos los siete genes que codifican para las proteínas que generan los microARNs. Observamos que solamente DDX5 y Dicer mostraron un aumento en su expresión ante el tratamiento con calcitriol. Probablemente, este efecto biológico se debe a la presencia de los llamados Elementos de Repuesta a la Vitamina D ubicados en la región promotora de esos genes (2, 3). Si en las células tratadas con calcitriol hay más proteínas como DDX5 y Dicer, podríamos esperar que se produzcan más moléculas de algún tipo de microARN. De hecho, detectamos el aumento en la biosíntesis de algunos microRNAs (2) mediante experimentos realizados en colaboración con el Instituto Nacional de Medicina Genómica (INMEGEN), quienes cuentan con equipos automatizados para analizar los más de mil microARNs contenidos en el genoma humano. Nuestros hallazgos principales han sido publicados y me motiva pensar que esa pequeña aportación podría ser de interés científico en el área emergente de la regulación de la vía de biogénesis de los microARNs y su relación con el cáncer.

Mis estudios de posgrado en el IBt han sido fundamentales para mi desarrollo profesional y me brindaron una experiencia formativa sumamente provechosa. Mi meta es llegar a ser un científico útil para el desarrollo de México. “La verdad es belleza y la belleza es verdad”, dice uno de los poemas de John Keats. Creo que cuando la ciencia nos permite descubrir la verdad en la naturaleza, nos muestra también, infaliblemente, su belleza.

Referencias

González-Duarte R.J. (2013), Una vitamina que no es vitamina. Revista ¿Cómo ves?, UNAM año 15, Núm. 174, pág. 30-33. 2. González-Duarte R.J., Cázares-Ordoñez V., RomeroCórdoba S., Díaz L., Ortíz V., Freyre-González J.A., HidalgoMiranda A., Larrea F., Avila E. (2015), Calcitriol increases Dicer expression and modifies the microRNAs signature in SiHa cervical cancer cells. Biochemistry and Cell Biology, 93(4): 376-84. doi: 10.1139/bcb-2015-0010. Epub 2015 May 20. 3. González-Duarte R.J., Cázares-Ordoñez V., Díaz L., Ortíz V., Larrea F., Avila E. (2015), The expression of RNA helicase DDX5 is transcriptionally upregulated by calcitriol through a vitamin D response element in the proximal promoter in SiHa cervical cells. Molecular and Cellular Biochemistry 410(1-2): 65-73. doi: 10.1007/s11010-015-2538-4. Epub 2015 Aug 28.

* Concluyó sus estudios de maestría en el IBt en 2009 y obtuvo el grado de Doctor en Ciencias en el Programa de Doctorado en Ciencias Biomédicas de la UNAM en octubre de 2015. Actualmente colabora con el Cuerpo Académico de Biociencias en la Nutrición Clínica, de la Facultad de Medicina de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, cuya línea de investigación versa sobre la prevención y control de patologías relacionadas con el metabolismo (obesidad, síndrome metabólico, diabetes tipo 2 y riesgo cardiovascular). Ramiro está gestionando una estancia posdoctoral para ampliar su experiencia en la investigación.

 

Fuente: Revista Biotecnología en Movimiento