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Sesenta y ocho científicos de todo el mundo empezaron a recolectar el ADN de 10.000 animales. Se trata del ‘Genoma 10k’, una investigación a gran escala que sentará bases para entender la evolución de los vertebrados, sus enfermedades, su historia e incluso podría resultar clave para especies en vía de extinción. Colombia, a través de Los Andes, hace parte del proyecto. POR MARIO ANDRÉS RUIZ [email protected]

EN UNA FRASE

…

“Entender la evolución de los vertebrados es una de las mejores historias de detectives en la ciencia. Nadie sabe realmente cómo el elefante consiguió su trompa o cómo el leopardo tiene sus manchas”. David Haussler Director del Genoma 10k

NOTA UNIANDINA • Marzo de 2010

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us manos parecían tener con firmeza a la rana, aunque era un jabón con resortes en los pies. Se escapó por quinta ocasión y saltó de un lado a otro. Cayó de espalda, rebotó entre los frascos del Laboratorio de Biología y se estrelló contra el vidrio de un invernadero, en el que había otros coloridos anfibios. Paró unos segundos, tal vez confiada porque ya no la iban a atrapar. Andrew Crawford aprovechó para agarrarla. Podría

Andrew Crawford, profesor del Departamento de Ciencias Biológicas de Los Andes, realizando trabajo de campo (abajo) y en laboratorio (derecha).

Fotos: Roger Triana

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El arca del ADN

tener entre sus dedos una de las especies del ‘Genoma 10k’, un proyecto de genética a escala mundial. “Y eso que esta es grande, tal vez está un poco nerviosa. No está acostumbrada a ver tanta gente ni cámaras”, aseguró Crawford, profesor del Departamento de Ciencias Biológicas de la Universidad de los Andes. Intentó tranquilizarla. “Es una hemifractus. ¿Cuál es su nombre

común?”, preguntó sin despegar la mirada del animal. “Rana marsupial”, respondió inmediatamente su asistente en el ‘Genoma 10k’ y estudiante de la maestría de Ciencias Biológicas, Álvaro Andrés Velásquez (foto), que ha enfocado gran parte de sus investigaciones a los anfibios y reptiles en Colombia. “¿Usted sabía que se han visto casos de evolución en las ranas en las que ya no hay

Vea trabajando al grupo de científicos en el Genoma 10k y conozca cómo se extrae el ADN en un especial multimedia en

www.uniandes.edu.co/genoma

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Para qué sirve tener un genoma Con una secuencia completa se conocen todos los genes de un ser. Se identifica toda su información biológica y cómo funciona su organismo. Se puede diagnosticar el porqué de las enfermedades y descubrir posibles curas. Los científicos pueden descubrir cómo y por qué han evolucionado las especies. Es posible obtener toda la información histórica de una determinada especie: antepasados, de dónde proviene y muchos datos más, por lo que les sirve a ciencias como bioarqueología, antropología, y a estudios de migraciones, evolución y paleogenética, entre otros.

60.000 especies de vertebrados hay en el mundo, aproximadamente. El Genoma 10k secuenciaría la sexta parte.

renacuajos?”, preguntó Andrew Crawford. Mi respuesta fue otra pregunta:“¿Cómo así, se saltan el proceso?”. “En algunas ocasiones las ranas mamás ponen los huevos y sale una rana pequeñita, pero no un renacuajo –contestó–. La evolución en los animales es fascinante. Obtener el ADN completo de una rana de estas nos podría revelar esa historia evolutiva completa”. La rana dio otro salto sorpresivo y terminó en el bolsillo de su bata blanca. “Pero vea usted –añadió, con un espa-

ñol claro aunque sin dejar de lado el marcado acento estadounidense que no ha perdido en menos de un año de vivir y trabajar en Colombia–, eso no es lo único importante de obtener el ADN de un animal. También podríamos descubrir el porqué de las enfermedades que las matan, entender todo su proceso evolutivo y, si en un futuro se extinguen, hasta se podría hablar de clonación para que no se pierda la especie”, afirmó, mientras consentía a la rana, que asomaba la cabeza desde su bolsillo.

5.000 dólares cuesta obtener la secuencia completa de ADN de una bacteria en laboratorios colombianos.

“No estamos hablando de la extinción como algo lejano y que quizás pase algún día –intervino Álvaro–. De las especies de anfibios que hay en Colombia, el 30 por ciento está reportado con algún grado de amenaza. Hay 6.000 especies en el mundo y la tercera parte está en riesgo, por eso es tan importante una propuesta como el ‘Genoma 10k’”. Y esa es, apenas, una de las razones que explica la trascendencia del ‘Genoma 10k’, un proyecto que aspi-

6.000 especies de anfibios existen en el planeta. El 30 por ciento está en peligro de extinción.

ra a conseguir el ADN de, por lo menos, 10.000 especies de vertebrados en todo el mundo y reunirlas en una gran base de datos. Algo así como un gran ‘arca de Noé’ con mamíferos, aves, peces, reptiles y anfibios. Andrew es el codirector del comité de anfibios y reptiles. “Si con la secuencia completa (ADN) de un animal podemos hacer tantas cosas, ¿se imagina qué tan importante es tener las secuencias de 10.000 vertebrados?”, dijo Crawford.

Cómo se obtiene un genoma completo

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“Se toma la célula de un organismo que puede salir de un pelo, una pluma o un pedazo de piel y se le extrae el ADN con procedimientos químicos muy sencillos. Luego se purifica. El ADN es una cadena de letras, que representan los nucleótidos

(A, C, G y T). Como la cadena de letras es tan grande se debe partir en pedazos (un humano tiene 3.000 millones de letras y un organismo tan sencillo como una bacteria posee cinco

millones). A cada uno de esos pedazos se le saca el orden de las letras, con máquinas que amplifican esos trozos muchas veces y otra máquina especial (secuenciadora) lee cuál es el orden. Cuando ya se obtiene la información se ingresa a un computador que rearma el crucigrama nuevamente”. Silvia Restrepo, investigadora del Departamento de Ciencias Biológicas de Los Andes.

570 especies de reptiles están registradas en Colombia. De estas, 130 son endémicas.

El proyecto es de tal magnitud que uno de sus objetivos es “entender la evolución de los vertebrados, que es una de las mejores historias de detectives en la ciencia. Nadie sabe realmente cómo el elefante consiguió su trompa o cómo el leopardo tiene sus manchas. Este proyecto sentará las bases para responder a estas preguntas y muchas otras”, afirmó David Haussler, investigador del Instituto Médico Howard Hughes de la Universidad de California y uno de los directores del proNOTA UNIANDINA • Marzo de 2010

359 especies de anfibios son endémicas de Colombia, es decir, no se ha reportado ninguna en otro país.

yecto, en una entrevista con la revista Science Daily.

… y entraron al arca representantes de cada especie La rana había encontrado la calma. Incluso, parecía prestarle atención a lo que decía Andrew. ¿No es un proyecto demasiado ambicioso? “Ufff, claro, pero no somos sólo dos personas –aseguró Andrew–. En este momento hay 68 científicos de todo el mundo vinculados en el pro-

754 especies de anfibios tiene Colombia y es el segundo país más diverso del mundo. Brasil es el primero.

1 bacteria

fue secuenciada el año pasado en los laboratorios de Química de la Universidad de los Andes. Actualmente se podría secuenciar un animal como lo necesita el Genoma 10k.

ceso. Y ya tenemos ubicadas las muestras necesarias para extraer el ADN de 16.000 especies”. Noé pudo reunir a todas las especies animales del mundo en un solo lugar, según la Biblia, pero para el proyecto Genoma 10k es diferente. La clave está en la selección de cuáles serán los indicados para entrar al ‘arca del genoma’, pues por ahora parece imposible tenerlos a todos. “Ya identificamos y ubicamos 16.000 muestras de

El Genoma 10k E

l proyecto nació en las cabezas de Stephen J. O’Brien, director del Laboratorio de Diversidad Genómica del Instituto Nacional del 33Cáncer de Estados Unidos, y David Haussler, investigador del Instituto Médico Howard Hughes de la Universidad de California, quienes tuvieron la idea en un comité después de que se secuenció el genoma de un ser humano. Luego se unió a ellos Oliver A. Ryder, director de genética del Instituto de Conservación e Investigación de especies en peligro del Zoológico de San Diego. Crearon la propuesta y consiguieron llamar la atención de 68 científicos, que se reunieron en abril de 2009, en la Universidad de California, Estados Unidos, y convirtieron en realidad el sueño. Crearon el proyecto completo y partieron con 16.000 especies de vertebrados que ya tenían identificadas. Organizaron seis comités de trabajo: mamíferos, pájaros, peces, uno que reúne anfibios y reptiles; y dos grupos de política y análisis. Del comité de anfibios y reptiles es codirector Andrew Crawford, profesor del Departamento de Ciencias Biológicas de la Universidad de los Andes.

Reptiles.

Los cuatro órdenes taxonómicos están en las muestras. De las 9.002 especies hay 3.297 (37 por ciento).

Anfibios.

La mayor diversidad está en Suramérica. Son tres órdenes taxonómicos todos con muestras. De las 6.570 especies se recolectaron 1.760 (27 por ciento).

1.000 dólares

es el costo que tendría obtener una secuencia de ADN, en los próximos tres años. Varias empresas y científicos de Estados Unidos trabajan con ese fin.

especies, pero no necesariamente dentro de esas están las 10.000 que decidamos secuenciar. Para la selección tomamos en cuenta criterios como tener mayor diversidad (por lo menos un animal por género), que sean especies representativas y de grupos grandes e importantes, que estén en peligro de extinción y especies endémicas (que sólo se encuentran en un país o región determinada)”, explicó Crawford, investigador PhD en Biología evolutiva de la Universidad de Chicago y NOTA UNIANDINA • Marzo de 2010

zoólogo de la Universidad de California. Mientras la charla seguía, Andrew sacó la rana del bolsillo y la puso en la palma de su mano. Parecía hipnotizada por lo que él decía. “Lo primero que estamos haciendo es ubicar los animales en todo el mundo, es decir, en museos, zoológicos o universidades. Lo importante es tener una muestra que esté en buen estado. Si hay algún animal que nos falte y no lo ubicamos, pues toca salir a buscarlo a su hábitat”, añadió.

Después de obtener todas las muestras elegidas se empezaría a secuenciar (obtener el ADN), un proceso bastante costoso. “El proyecto vale unos 50 millones de dólares (unos 100.000 millones de pesos), pero los costos de la secuenciación han bajado mucho y esperamos que siga sucediendo. Calculamos obtener secuencias de unos 2.500 dólares cada una”, dijo Crawford. La cifra parece un sueño si se tiene en cuenta que obtener el genoma humano, en 2001, costó cerca

Cómo va el Genoma 10k

pilotos en secuenciación de algunas especies por orden taxonómico.

El proyecto ya tiene muestras de 16.203 especies, de las 62.275 que existen (26 por ciento). Se están escogiendo las primeras 10.000 para secuenciar. Desde enero de 2010 empezaron los experimentos

Reptiles, anfibios, aves, peces y mamíferos tienen representantes en los cinco continentes. Aunque algunas zonas del planeta se destacan por tener mayor diversidad de una u otra especie.

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Aves.

Colombia es el país con mayor diversidad. Dentro de las aves hay 34 órdenes taxonómicos con muestras para 32 (94 por ciento). De las 9.723 especies se trabaja con 5.074 (52 por ciento).

Imágenes tomadas de: www.sxc.hu

Peces. Son 62 órde-

nes taxonómicos todos con muestras. De las 31.564 especies se investigan 4.246 (13 por ciento).

Mamíferos. Existen 27 órde-

nes taxonómicos dentro de los mamíferos y de todos se tiene por lo menos una muestra para el Genoma 10k. De las 5.416 especies hay muestras de 1.826 (34 por ciento).

de 3.000 millones de dólares, pero no lo es. Los precios han decrecido de tal manera que la firma Complete Genomics de Silicon Valley, en Estados Unidos, anunció que ofrecerán secuenciaciones en sólo 5.000 dólares. A pesar de ser un proyecto de un alto presupuesto es sin ánimo de lucro y la idea es obtener una base de datos para toda la humanidad. “Va a llamar la atención de NOTA UNIANDINA • Marzo de 2010

muchas entidades que tienen esa plata y necesitan esos datos. Nosotros les vamos a dar la información, y ellos nos pueden patrocinar, pero tienen que entender que ni ellos ni nosotros somos propietarios de ningún derecho en particular. Va al público de manera gratuita y la persona que lo desee podrá obtener las secuencias que tengamos. Sólo con entrar a una página web”, afirma enfático Crawford, quien además comenta que las finanzas, por

ahora, alcanzan para empezar el proyecto, pero aún están en busca de patrocinios para lograr todos los objetivos. La rana marsupial parecía ya no hacer parte de la conversación, pero interrumpió de un golpe la entrevista. Como recordando que estaba atrapada, saltó del bolsillo en el momento menos esperado. Subió por el cuello de Andrew. “Espere, no la mueva y le tomo las fotos”, dijo el fotógrafo Roger Triana, antes de que el científico la volviera a agarrar. An-

drew aceptó y posó. Pero la naturaleza es impredecible. Aunque Crawford pueda reconocer más de 50 especies de ranas de Latinoamérica sólo por su manera de croar, no podría prever lo que pasaría. La marsupial, confiada, caminó por el cuello y llegó hasta la cara, lugar en el que decidió orinar. Crawford, en medio de risas, esperó mientras su esposa lo limpió con un pañuelo. “Si ve, a eso nos enfrentamos los biólogos todo el tiempo”, concluyó sonriente Andrew