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Reconstrucción del Gen NANOG Humano usando MIOS

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El docente de la Udelar que lideró un equipo que desarrolló técnica para ver cómo se pliega el ADN

"Ese plegamiento del ADN determina la función de los genes y, si funcionan mal, el posible origen de diferentes enfermedades genéticas", indica el trabajo

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14 de octubre de 2022 a las 05:00

Hace siete años, Pablo Dans y Marie Victoire Neguembor se conocieron en un congreso de Barcelona y hablaron en inglés. A Dans el acento de la investigadora le sonaba conocido y le preguntó al respecto. Neguembor le contó que era argentina/uruguaya ya que tiene ambas nacionalidades. 

Ella trabajaba en la microscopía de alta resolución y él lideraba un pequeño grupo del Instituto de Investigación Biomédica de la ciudad catalana que hacía simulaciones de ARN y ADN.

Neguembor le propuso que unieran sus conocimientos para vencer un problema: la baja resolución a la hora de ver la materia dentro de los núcleos de las células.

"Debido a que casi todas las enfermedades humanas tienen alguna base en los genes, comprender cómo funcionan podría conducir a una comprensión más profunda de cómo afectan al cuerpo humano, tanto en la salud como en la enfermedad", dice el artículo publicado este lunes en la revista Nature Structural & Molecular Biology.

"A la larga, se podrá usar esta información para predecir lo que sucede con los genes cuando las cosas van mal, por ejemplo, catalogando las variaciones en la forma de los genes que causan enfermedades. La tecnología también podría usarse para probar fármacos que cambian la forma de un gen aberrante, ayudando a descubrir nuevos tratamientos para diferentes tipos de enfermedades", explica.

Dans contó a El Observador que con dos investigadores del Pasteur están haciendo "las primeras reconstrucciones 3D de núcleos enteros de trypanosomas". Los trypanosoma cruzi son los parásitos que generan el mal de Chagas, una enfermedad potencialmente mortal. De esta forma, podrán explicar "cómo regula su código genético este bicho que es medio terrible y que es un problema endémico en América Latina". Un problema que "poca gente atiende porque no es redituable para las grandes farmacias", afirmó.

La técnica desarrollada por los uruguayos

La técnica desarrollada por Dans y Neguembor —junto a otro investigador argentino, una colombiana, investigadores españoles, y dos grupos de Estados Unidos: de la universidad de Pensilvania y de Harvard— se llama Modeling immuno-OligoSTORM (MiOS).

MiOS permite "crear modelos tridimensionales de genes y navegarlos virtualmente, visualizando no solo sus estructuras, sino también proporcionando detalles sobre cómo se pliegan, se mueven o cuán flexibles son".

"A nivel popular se dice que si el ADN humano —esa larga hebra en doble hélice— se pudiera medir estirada alcanzaría unos 2 metros", afirma el trabajo publicado este lunes en la revista Nature Structural & Molecular Biology. Esos dos metros están dentro del núcleo de cada una de las células. Un núcleo es como "una pequeña esfera de solo 0.000006 metros de diámetro".

"El ADN se enrolla (alrededor de unas proteínas) y adquiere una forma tridimensional, como una madeja de lana, para ubicarse en el núcleo. Así, primero forma un “ovillo” llamado nucleosoma, que luego se pliega aún más —en zig zag y en bucles— hasta llegar a su forma final y más condensada: el cromosoma", agrega. 

De ese modo, "el ADN plegado da lugar a los 23 pares de cromosomas que se encuentran en el núcleo de las células". El núcleo de una célula es como "una pequeña esfera de solo 0.000006 metros de diámetro".

"Ese plegamiento del ADN determina la función de los genes y, si funcionan mal, el posible origen de diferentes enfermedades genéticas", indica el artículo académico.

El equipo de investigadores. Neguembor está al frente-centro (vestida de azul) atrás de ella a su izquierda está Dans

Dans vivió durante la mayoría de los siete años que llevó el proceso de investigación y publicación en Barcelona. Hoy en día vive en Uruguay: primer país que aplica la técnica MiOS.

Para Dans es solo "cuestión de tiempo" que se aplique MiOS en otros países. Las técnicas experimentales de las que se nutre son "bastante baratas". Asimismo, "los códigos ya están disponibles para la comunidad" y se pueden hacer en "máquinas de escritorio que cada uno de nosotros tiene en sus casas".

En la computadora de tu casa

En 2019 el investigador volvió a Uruguay y se estableció en el Centro Universitario Regional (Cenur) Litoral Norte de la Universidad de la República (Udelar). Además de ser investigador asociado el Institut Pasteur y del Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona), da clases.

Dans es licenciado en bioquímica de la Facultad de Ciencias, hizo un doctorado en química en la Facultad de Química, un posdoctorado en el Pasteur y otro posdoctorado en la Facultad de Farmacia en la Universidad de Barcelona. Luego estuvo diez años en el nombrado instituto de la ciudad catalana, hasta volver a Uruguay. 

Reconstrucción del Cromosoma 12 Humano usando MIOS

Los últimos 18 meses del proyecto que lideró junto a Neguembor transcurrieron en "idas y vueltas" dentro de la editorial Nature. "Hubo que pulir el código, la maquinaria de biología estructural" y "actualizar códigos". Esa tarea la hizo desde Uruguay

En el trabajo, él lideraba el aspecto computacional: algoritmos, modelado 3D, bioinformática.

Neguembor ejecutaba el desarrollo de la técnica especial de microscopía de alta resolución que permite pintar genes específicos en el núcleo. "Cualquier gen específico podemos ir y pintarlo", como la insulina o el de la hemoglobina, explicó Dans.

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