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“Podemos analizar ADN de especies de México de hasta 11 mil años o quizá más”: Rafael Montiel

Nuestros Científicos. Rafael Montiel encabeza a científicos del Langebio-Cinvestav, donde realizan investigaciones en el Laboratorio de ADN antiguo, en el cual han secuenciado desde muestras de osos polares hasta maíz antiguo y para otros estudios arqueológicos

Rafael Montiel ha colaborado con Linda Manzanilla para hacer estudios genéticos de individuos de Teopancazco.

Más de 120 mil años no es tanto tiempo como para excavar la información genética de un organismo y develar uno de sus secretos. Hace algunos cuantos lustros se pensaba que no era posible obtener ADN de organismos fenecidos, mucho menos de especies extintas o que vivieron hace miles de años. No obstante, la tecnología de secuenciación genómica ha avanzado sustancialmente desde la obtención del genoma humano, hace 17 años. 

Ahora es posible obtener el ADN de mamuts lanudos o del hombre de Neandertal, de muchas especies vegetales más y otros organismos de los cuales se haya preservado su ADN a lo largo de cientos o miles de años. 

Investigadores mexicanos en el Laboratorio Nacional de Genómica para la Biodiversidad (Langebio)- Cinvestav incursionaron en este tipo de investigación en 2012, cuando participaron en un estudio internacional para obtener el rastro genético y conocer la evolución del oso polar. Los científicos mexicanos colaboraron con la secuenciación de un oso polar de hacer alrededor de 120 mil años.

La información fue comparada con otras especies de osos polares modernos y osos pardos para entender su proceso de adaptación y cómo el clima había afectado su evolución; los investigadores hallaron que la divergencia genética entre una y otra especie era de alrededor de cuatro millones de años y no apenas de hace algunos cientos de miles de años. 

A partir de entonces, las investigaciones han sido encabezadas por Rafael Montiel, quien encabeza el Laboratorio de ADN antiguo del Langebio, el cual está adscrito al Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) Unidad Irapuato. En entrevista, el científico expone cuáles han sido las investigaciones realizadas en este laboratorio y los próximos proyectos por desarrollar. 

“El laboratorio fue inaugurado en 2010 y tiene todo tipo de tecnología para realizar estos estudios. Por ejemplo, trabajamos con sistemas bajo presión positiva de aire, para evitar la entrada de aire contaminado; el aire se prefiltra en cámaras de rayos UV y después ultrafiltrados para que entre con calidad de quirófano y así no se contaminen las muestras de ADN”. 

Además de la investigación del oso polar, los científicos realizaron una colaboración con el grupo de Linda Manzanilla —destacada arqueóloga de la UNAM e integrante de El Colegio Nacional—, para analizar el ADN de habitantes del barrio de Teopancazco. 

También realizaron colaboraciones con grupos españoles para determinar patologías en individuos que vivieron hace siglos, causantes de la caries y la sífilis. Sin embargo, uno de los trabajos más importantes en los que han colaborado y el cual tendría incidencia en la producción de alimentos en México, se relaciona con un estudio del paleogenoma del maíz. 

MAÍZ ANCESTRAL. Los científicos colaboraron para reconstruir alrededor de un 40 por ciento del ADN de muestras de maíz extraídas de una cueva del valle de Tehuacán, que datan de entre hace 5 mil 300 y 5 mil años. Las especies analizadas corresponderían a una etapa intermedia en la domesticación del maíz.

Esto podría develar algunos secretos genéticos útiles para la ciencia agronómica, con los cuales se logren obtener nuevas variedades genéticas que posean características que se considerarían extintas. La identificación de estos rasgos extintos, a través de sus genes, también ofrecerá innovaciones futuras para el mejoramiento de maíz resistente a sequías u otros ambientes adversos. 

Los científicos extraen el ADN, pero eso no significa que obtengan secuencias completas de la información genética. Rafael Montiel explica que es como armar un rompecabezas con pocas piezas, algunas de las cuales están repetidas. “Bajo esa analogía, ayuda tener la imagen del rompecabezas ayudando como guía. En este caso, la plantilla que utilizamos fue la del genoma del maíz moderno; armamos un pequeño rompecabezas buscando las piezas que se asemejan, aunque a algunas piezas les faltan pedacitos”. 

En esta investigación hallaron que había muchas piezas repetidas, pequeñas e iguales, aunque este tipo de elementos no es tan importante, ya que las secciones menos repetidas son las que codifican las proteínas y algunos otros elementos regulatorios. “El ADA se degrada y en algunas muestras se pierde”. 

El científico explica que el ADN tiene un límite en el tiempo de preservación que está muy relacionado con las condiciones, en áreas frías perdura más. En México el clima no es muy favorable para preservarlo. “No lo sabemos con certeza, pero podría perdurar alrededor de los 10 mil u 11 mil años, al no ser un sitio con temperaturas frías”.

En el estudio e investigación del AND, añade, se basa más en la práctica y va por encima de la teoría. “Hace años se pensaba que era imposible recuperar material de organismos fallecidos, pero se descubrió que sí; ahora la teoría dice que podemos llegar a ciertos parámetros, pero no nos impide hacer otro tipo de prospecciones con algunas muestras interesantes”.

Rafael Montiel refiere que tienen en puerta varios proyectos, entre ellos profundizar en las investigaciones genómicas en Teopancazco, obteniendo mejores muestras de ADN. También llevarán a cabo otra investigación en arqueología para analizar el material genético de individuos de Cantona, Puebla, de quienes se conoce poco.

Otro de los retos que enfrentarán los científicos del Langebio-Cinvestav es la investigación de la  metilación de ADN antiguo, y el proceso por el cual se puede modificar la información genética de un individuo para que tenga un “resultado fenomípico distinto”. Esto es un mecanismo epigenético,  explica, que no está escrito en los genes pero sí influye en su modificación, lo cual puede ser heredable por un cierto periodo de generaciones y afectado por el ambiente. Se cree que estos mecanismos epigenéticos también tuvieron un papel importante en la domesticación del maíz y adaptación a distintos ambientes, a lo que ha estado sujeto y dado origen a distintas razas de la planta. “Uno de los retos es ver si esa info epigenética se preserva en el ADN antiguo si somos capaces de recuperarla y analizarla”.

 

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