En los últimos años, los científicos han descubierto piezas móviles de material genético que se mueven dentro de las células. Estas piezas se llaman retrotransposones. Pueden copiarse a sí mismos e insertarse cerca y dentro del ADN y, por lo tanto, inducir mutaciones. La investigación australiana publicada en la revista Nature en 2011 reveló que los retrotransposones pueden alterar el genoma de las células del cerebro humano. De hecho, los retrotransposones penetran más eficazmente los genes neuronales que los de las células sanguíneas que se utilizaron para la comparación. Se observaron miles de mutaciones de retrotransposones en dos de las cinco áreas examinadas de cerebros de donantes humanos post mortem. De hecho, la actividad de retrotransposón puede explicar el descubrimiento muy reciente de que cada célula cerebral parece tener un genoma único. Expliqué este hallazgo en un post anterior.
Aunque estas piezas de ADN no son genes, interactúan con genes que saltan a diferentes sitios dentro de un cromosoma (tal vez escuchó sobre el descubrimiento de “genes saltadores” del Premio Nobel de Barbara Barbara en 1983). Todas las células tienen enzimas que cortan los transposones de una cadena de ADN, que luego se insertan nuevamente en otras ubicaciones del ADN. A veces, el corte incluye un gen adyacente junto con el transposón y, por lo tanto, cuando se produce la reinserción, el gen se interpone en la nueva ubicación. El salto no es aleatorio; se produce preferentemente en regiones codificantes de proteínas activas, incluso a veces en un cromosoma diferente. El potencial para cambiar la función es enorme, pero no sabemos exactamente qué consecuencias funcionales ocurren. Sabemos que el proceso es más común en humanos y primates superiores. Y estas no son mutaciones “aleatorias”.
Hemos sabido por algún tiempo que todas las células están influenciadas por efectos epigenéticos; Es decir, los eventos en el entorno pueden alterar el genoma. El mecanismo puede implicar retrotransposones. La manipulación genética puede ser especialmente robusta para alterar el aprendizaje y la memoria. Puede no ser un accidente que se hayan visto mutaciones de retrotransposón en el hipocampo humano, la región del cerebro más directamente involucrada en la formación de recuerdos y la única parte del cerebro donde nuevas células nacen continuamente en adultos. La memoria de los eventos aprendidos resulta de cambios más o menos duraderos en las uniones (sinapsis) entre las células en los circuitos que procesaron el aprendizaje. Estos cambios duraderos están habilitados por la producción de nuevas proteínas en esas sinapsis. Esa proteína está bajo control genético (por lo tanto, se puede mantener una memoria porque los genes pueden reemplazar cualquier proteína que se degrada con el tiempo).
Las implicaciones de este descubrimiento para el aprendizaje y la memoria, y la función cerebral en general, son inestimables. Más importante, y aquí es donde entra el “Nuevo mundo valiente”, debería existir la posibilidad de manipular las funciones genéticas de manera predecible y duradera mediante el uso de transposones sintéticos (que deberían ser fáciles de fabricar). El transporte de retrotransposones sintéticos a las neuronas podría lograrse empaquetándolos con un virus inocuo; Los fundamentos de la tecnología de “transfección” ya están bien establecidos. La parte difícil será descubrir qué transposones producen los cambios deseados en la función cerebral. Pero parece razonable probar varios retrotransposones con la esperanza de que se puedan encontrar algunos que ayuden a consolidar o aumentar los recuerdos y quizás otros que borren los recuerdos no deseados, como ocurre en el síndrome de estrés postraumático. Sin embargo, hay un lado negativo potencial. Algunos retrotransposones pueden ser una causa de cáncer.
Referencias
Baillie, JK, et al. (2011) La retrotransposición somática altera el panorama genético del cerebro humano. Naturaleza. 479: 534-537.
