Mar Albà va crear el Grup de Genòmica Evolutiva del GRIB (IMIM-UPF) el gener del 2002, primer al Departament de Ciències Experimentals i de la Salut, Universitat Pompeu Fabra (DCEXS-UPF) i a partir del 2005 com a investigadora ICREA a l’Institut Hospital del Mar d’Investigacions Mèdiques (IMIM). El seu és un laboratori computacional i es dedica a estudiar com canvien els genomes al llarg del temps. “Entendre com poden adaptar-se els organismes al seu entorn, inventant-se noves funcions, em fascina, i avui en dia tenim una oportunitat històrica per estudiar-ho gràcies a la quantitat de dades genòmiques disponibles”, explica la biòloga. Quan va començar el seu laboratori, fa més d’una dècada, va participar en la seqüenciació del genoma de la rata, un dels pocs mamífers que s’estaven seqüenciant. “En canvi, ara estem escrivint un article en què analitzem seqüències de 68 espècies diferents de mamífers”, comenta.
“Em fascina intentar entendre com poden adaptar-se els organismes al seu entorn, inventant-se noves funcions”
Mar Albà
Gens “de novo”
El grup de Mar Albà s’ha especialitzat en un camp pioner en els darrers set o vuit anys: la identificació de gens que han aparegut recentment en l’evolució: els anomenats gens de novo. Fins fa poc es pensava que aquests gens no existien, que tots els gens van aparèixer al principi de la història, i que els gens més recents s’havien originat per duplicació de gens existents i diversificació. “Quan apareixia un gen nou present només en una espècie, un gen ‘orfe’, tothom deia que, senzillament, encara no s’havien trobat els seus homòlegs en d’altres espècies. Però a mesura que s’han anat seqüenciant més genomes, en lloc de trobar aquests homòlegs perduts, s’han anat trobant més gens orfes, únics de cada espècie”, clarifica Albà.
“Els gens ‘de novo’ no s’han originat per duplicació de gens existents i diversificació; són únics de cada espècie”
Aquest grup, un dels quatre o cinc al món que estan especialitzats en aquests gens de novo, ha descobert recentment el mecanisme molecular que n’explica l’aparició. Han trobat que l’origen està en la regió promotora del gen, la seqüència d’ADN que precedeix al gen i que en controla l’expressió. “El que creiem que passa és que existeixen molts promotors críptics que es poden activar per mutacions a l’atzar. En la majoria dels casos l’ARN que se’n genera no és funcional, però en alguns casos aquest ARN sí que és beneficiós, i aquesta part del genoma es converteix en un nou gen funcional”, explica la investigadora catalana.
La importància dels nous gens
I com d’importants són aquests nous gens? Curiosament, estudis en la mosca Drosophila han trobat que sovint són essencials. “En poc temps aquests gens poden esdevenir molt importants, potser perquè la seva aparició causa una relaxació en l’evolució d’altres gens, i s’assoleix un nou equilibri”, hipotetitza Albà. “Encara hi ha moltes incògnites sobre l’impacte d’aquests gens de novo i el seu efecte sobre possibles adaptacions en els humans”, afegeix.
Ara el laboratori està començant a estudiar els gens de novo en llevat, per entendre millor els mecanismes moleculars d’aquest fenomen. Compararan les seqüències d’ARN de deu espècies de llevat, identificaran els gens de nova aparició i tornaran al laboratori per comprovar experimentalment si en mutar les regions promotores s’activen o inactiven aquests gens. Col·laboraran amb Lucas Carey, de la UPF, que farà créixer al laboratori els llevats: és essencial que hagin crescut exactament en les mateixes condicions, per assegurar que les diferències que es veuen són biològiques, i no tècniques.
El laboratori també ha col·laborat amb investigadors de la Universitat de Duke en un estudi acabat de publicar molt diferent: com varia l’expressió dels gens durant la hibernació dels lèmurs de Madagascar. Han comparat l’ARN del teixit adipós abans, durant i després de la hibernació. Albà explica que ha estat divertit i tot un repte, perquè el genoma del lèmur no està seqüenciat i s’han hagut de reconstruir els gens sense tenir un genoma de referència.
