Más allá del ADN: descubren que ciertos rasgos heredados pueden persistir durante 15 generaciones en algunos organismos

La herencia suele explicarse a partir del ADN que pasa de padres a hijos. Sin embargo, investigadores de la Universidad de Ginebra comprobaron que cambios en la actividad de los genes pueden mantenerse durante al menos quince generaciones, aun cuando el ADN de los descendientes no presenta la alteración inicial. El trabajo se realizó con el gusano microscópico Caenorhabditis elegans.

La pregunta era cuánto podían durar las señales que regulan los genes sin modificar su secuencia, un campo conocido como epigenética. Estas señales ayudan a determinar cuáles instrucciones del genoma se usan en cada célula, de modo que una célula nerviosa y una muscular, aunque compartan el mismo material genético, cumplen tareas distintas. Un estudio publicado en la revista EMBO Journal siguió ese proceso en distintas camadas de gusanos y halló que sus efectos podían persistir mucho más de lo que se había observado hasta entonces.

El resultado aporta una pista para entender que la información hereditaria no depende solo de las letras del ADN. La trayectoria de vida y el ambiente pueden influir en la forma en que los genes se activan o se silencian, sin reescribir el código genético. El experimento no se hizo en personas ni permite trasladar sus resultados a la salud humana, pero aclara mecanismos básicos de la regulación genética.

Las proteínas que envuelven el ADN también guardan información

Dentro de cada célula, el ADN está enrollado alrededor de proteínas llamadas histonas, que permiten ordenarlo y compactarlo. Esas proteínas pueden recibir pequeñas señales químicas que funcionan como indicaciones sobre qué genes deben quedar activos y cuáles deben permanecer en silencio. No cambian el contenido del ADN, pero sí condicionan la lectura que la célula hace de él.

El equipo encabezado por Florian Steiner, profesor del Departamento de Biología Molecular y Celular de la Universidad de Ginebra, se concentró en una de esas señales, denominada H3K27me3. Se trata de una modificación presente en las histonas que ayuda a impedir la activación de determinados genes. Para volverla más fácil de identificar, los investigadores alteraron de manera transitoria su distribución en los gusanos.

El cambio inicial se produjo al hacer que los animales fabricaran una versión modificada de una histona. Esa intervención redujo la fertilidad de forma notable: en condiciones habituales, cada ejemplar podía tener cerca de 300 crías, mientras que los afectados tuvieron entre 50 y 100 descendientes. Sin embargo, los hijos seleccionados para continuar el experimento ya no llevaban la modificación genética que había provocado la alteración.

Aun así, conservaron tanto la distribución inusual de la señal química como la menor fertilidad. “Los cambios en la regulación de los genes y los problemas de fertilidad persistieron durante al menos quince generaciones”, afirmaron Isa Özdemir, estudiante de doctorado, y François-Xavier Stubbe, investigador posdoctoral del grupo de Steiner, según el comunicado de la Universidad de Ginebra.

La señal se instala primero y luego se conserva

Los investigadores comprobaron que este fenómeno no depende de un único mecanismo. Según el trabajo, la transmisión tiene dos fases encadenadas: una inicial, necesaria para establecer el nuevo estado, y una segunda, que permite conservarlo en la descendencia. Ambas intervienen sobre las histonas, aunque actúan en momentos diferentes.

En la primera, una proteína llamada SET-32 agrega una señal química transitoria a las histonas. Esta modificación resulta necesaria para que el cambio pase de la generación expuesta a sus hijos. Después, otra proteína, MES-4, toma parte en la conservación del efecto a lo largo de las siguientes camadas. “Mantener un estado epigenético depende de una sucesión de mecanismos especializados, y no de un solo proceso”, explicaron Özdemir y Stubbe, según el comunicado.

El estudio también mostró que la transmisión no era idéntica en todos los animales. En cada camada, algunos recuperaban el patrón habitual de regulación genética y su fertilidad, mientras que otros conservaban la alteración. Entre los descendientes de ejemplares con baja fertilidad, entre el 25% y el 40% mantuvo ese rasgo en las generaciones observadas.

Esta variación se explica porque conviven dos procesos. Uno replica el estado alterado y otro reconstruye el patrón normal. El paper indica que esa competencia hace que el cambio sea inestable: puede perdurar, aunque también puede revertirse en cada individuo y en cada camada. Por eso, el hallazgo no implica que toda modificación epigenética se transmita de forma automática ni permanente.

Un modelo para estudiar la herencia sin mutaciones

El uso de C. elegans permitió seguir muchas camadas en poco tiempo y observar células individuales. Este gusano es un modelo habitual en biología porque se reproduce rápido y comparte procesos celulares básicos con otros seres vivos. De todos modos, sus resultados no equivalen a una demostración de que el mismo fenómeno ocurra en humanos.

Lo que sí establece el estudio es que una alteración transitoria de la regulación genética puede dejar una huella heredable sin modificar el ADN. “Una alteración temporal de la regulación genética puede dejar una impronta duradera y transmisible, aunque el cambio genético que la provocó haya desaparecido en los descendientes”, concluyó Steiner, según el comunicado.

Para los autores, esta forma de transmisión podría constituir un mecanismo adicional con el que los organismos responden a condiciones cambiantes. La investigación describe ese mecanismo en gusanos y no determina qué experiencias concretas podrían activar procesos comparables fuera del laboratorio. Aun así, permite separar con mayor precisión dos preguntas que suelen confundirse: qué información está escrita en el ADN y qué señales influyen en la manera en que las células la utilizan.