Mar Albà creó el Grupo de Genómica Evolutiva del GRIB (IMIM-UPF) en enero del 2002, primero en el Departamento de Ciencias Experimentales y de la Salud, Universidad Pompeu Fabra (DCEXS-UPF) y a partir del 2005 como investigadora ICREA en el Instituto Hospital del Mar de Investigaciones Médicas (IMIM). El suyo es un laboratorio computacional y se dedica a estudiar cómo cambian los genomas a lo largo del tiempo. “Entender cómo pueden adaptarse los organismos a su entorno, inventándose nuevas funciones, me fascina, y hoy en día tenemos una oportunidad histórica para estudiarlo gracias a la cantidad de datos genómicos disponibles”, explica la bióloga. Cuando empezó su laboratorio, hace más de una década, participó en la secuenciación del genoma de la rata, uno de los pocos mamíferos que se estaban secuenciando. “En cambio, ahora estamos escribiendo un artículo en el cual analizamos secuencias de 68 especies diferentes de mamíferos”, comenta.
«Me fascina intentar entender cómo pueden adaptarse los organismos a su entorno, inventándose nuevas funciones»
Mar Albà
Genes “de novo”
El grupo de Mar Albà se ha especializado en un campo pionero en los últimos siete u ocho años: la identificación de genes que han aparecido recientemente en la evolución, los llamados genes de novo. Hasta hace poco se pensaba que estos genes no existían, que todos los genes aparecieron al principio de la historia, y que los genes más recientes se habían originado por duplicación de genes existentes y diversificación. “Cuando aparecía un gen nuevo presente sólo en una especie, un gen ‘huérfano’, todo el mundo decía que, sencillamente, todavía no se habían encontrado sus homólogos en otras especies. Pero a medida que se han ido secuenciando más genomas, en lugar de encontrar estos homólogos perdidos, se han ido encontrando más genes huérfanos, únicos de cada especie”, clarifica Albà.
Su grupo de investigación, uno de los cuatro o cinco en el mundo que están especializados en estos genes de novo, ha descubierto recientemente el mecanismo molecular que explica su aparición. Han encontrado que el origen está en la región promotora del gen, la secuencia de ADN que precede al gen y que controla su expresión. “Lo que creemos que pasa es que existen muchos promotores crípticos que se pueden activar por mutaciones al azar. En la mayoría de los casos el ARN que se genera no es funcional, pero en algunos casos este ARN sí que es beneficioso, y esta parte del genoma se convierte en un nuevo gen funcional”, explica la investigadora catalana.
La importancia de los nuevos genes
¿Y cómo de importantes son estos nuevos genes? Curiosamente, estudios en la mosca Drosophila han encontrado que a menudo son esenciales. “En poco tiempo estos genes pueden devenir muy importantes, quizás porque su aparición causa una relajación en la evolución de otros genes, y se logra un nuevo equilibrio”, hipotetiza Albà. “Todavía quedan muchas incógnitas sobre el impacto de estos genes de novo y su efecto sobre posibles adaptaciones en los humanos”, añade.
«Los genes ‘de novo’ no se han originado por duplicación de genes existentes y diversificación; són únicos de cada especie»
Ahora el laboratorio está empezando a estudiar los genes de novo en levadura, para entender mejor los mecanismos moleculares de este fenómeno. Compararán las secuencias de ARN de diez especies de levadura, identificarán los genes de nueva aparición y volverán al laboratorio para comprobar experimentalmente si al mutar las regiones promotoras se activan o inactivan estos genes. Colaboraran con Lucas Carey, del Departamento de Ciencias Experimentales y de la Salud, Universidad Pompeu Fabra (DCEXS-UPF), que hará crecer en el laboratorio las levaduras: es esencial que hayan crecido exactamente en las mismas condiciones, para asegurar que las diferencias que se ven son biológicas, y no técnicas.
El laboratorio también ha colaborado con investigadores de la Universidad de Duke (EEUU) en un estudio muy diferente, acabado de publicar: cómo varía la expresión de los genes durante la hibernación de los lémures de Madagascar. Han comparado el ARN del tejido adiposo antes, durante y después de la hibernación. Albà explica que ha sido divertido y todo un reto, porque el genoma del lémur no está secuenciado y se han tenido que reconstruir los genes sin tener un genoma de referencia.
