ECN | 16 agosto 2018

Diálogos del RNA | Darwin in the test tube: evolving RNA for the genetic code 

• La aparición del mundo del RNA hace 3.8 millones de años marcó el inicio de la selección natural y de la evolución: Irene Chen
• La técnica del RNA in vitro es muy poderosa desde el punto de vista experimental e interesante desde el punto de vista intelectual, ya que nos permite combinar la teoría central de la biología, que es la evolución, con la biología molecular: Antonio Lazcano

Ayer en la tarde, El Colegio Nacional (ECN) albergó la charla Darwin in the test tube: evolving RNA for the genetic code (Darwin en un tubo de ensaye: la evolución del RNA y el código genético), impartida por la bioquímica Irene Chen, investigadora de la Universidad de California (Santa Barbara, EUA). Esta actividad se realizó en el marco del ciclo Diálogos del RNA, coordinado por los colegiados Francisco G. Bolívar Zapata y Antonio Lazcano Araujo y por la investigadora Susana López Charretón (Instituto de Biotecnología-UNAM). 

Al inicio de la charla, Lazcano explicó que “el RNA es una molécula que ha cobrado una relevancia muy clara por una serie de epidemias y enfermedades emergentes, y otras que son persistentes”. Este ácido ribonucleico está asociado, por ejemplo, a virus que provocan diarreas, “un tema severo asociado con la pobreza, la falta de higiene y los grupos marginados”, especificó el colegiado. Además, el RNA es el material genético de virus como el SIDA, el zika o el dengue. 

El objeto de investigación de la conferenciante, la selección in vitro, nació en los años 60 de la mano del bioquímico Sol Spiegelman, quien desarrolló la técnica de hibridación de ácidos nucleicos que ayudó a sentar las bases para los avances en la tecnología del DNA recombinante. Tal como comentó Lazcano Araujo, “cuando se descubrió que el RNA es una molécula catalítica, este se convirtió en el centro del escenario de la biología molecular contemporánea y muy rápidamente, una serie de investigadores empezaron a forzar al RNA in vitro a adquirir una serie de propiedades”. El integrante de ECN lamentó que en México no existen investigadores aplicando esta técnica “que es muy poderosa desde el punto de vista experimental e interesante desde el punto de vista intelectual, ya que nos permite combinar la teoría central de la biología, que es la evolución, con la biología molecular”. 

La investigadora Irene Chen explicó que, junto con su equipo, trabaja para lograr una comprensión predictiva de la evolución, con un enfoque en los RNA funcionales y sus interacciones con las membranas y las proteínas. Chen señaló que la aparición del mundo del RNA hace 3.8 millones de años, “marcó el inicio de la selección natural y de la evolución”, y describió que el ácido ribonucleico es la molécula que dirige las etapas intermedias de la síntesis proteica, regula la expresión génica y también tiene una función catalítica. Ya en 1967, los científicos Crick, Orgel y Woese expusieron  la posibilidad del RNA como probable molécula primordial, hipótesis que fue validada posteriormente gracias a las evidencias biológicas.

Chen continuó desarrollando que, para imitar la evolución en el laboratorio, los químicos deben poder hacer tres cosas: replicar moléculas, introducir mutaciones aleatorias en ellas y diseñar una prueba de aptitud para seleccionar moléculas con un cierto rasgo deseable. A mediados de la década de 1980, una nueva técnica llamada ‘reacción en cadena de la polimerasa’ (PCR, en sus siglas en inglés) hizo posible generar copias de oligonucleótidos, las cadenas de nucleótidos que componen el RNA y el DNA.

Actualmente, el equipo de la investigadora se dedica a mapear los paisajes de aptitudes o fitness mediante las evolución de grandes poblaciones de moléculas, obteniendo resultados reveladores sobre la estructura de los paisajes de fitness molecular. Así mismo, también estudia los efectos del hacinamiento y el confinamiento sobre la actividad del ARN y, a la inversa, los efectos del RNA en las propiedades biofísicas de otros conjuntos moleculares. 

“El razonamiento retrospectivo sobre el mundo del RNA puede ser usado para evaluar escenarios prebióticos”, reflexionó Chen para concluir, y enfatizó que eventos aleatorios pueden conducir a grandes diferencias en el resultado evolutivo.

Lazcano finalizó con un mensaje a favor de la sólida relación de colaboración que une a investigadores y académicos mexicanos y estadounidenses, y defendió que “ni siquiera la deriva continental va a separar nuestras dos naciones; es importantísimo que podamos seguir cooperando”.

El ciclo Diálogos del RNA regresará a El Colegio Nacional el próximo 18 de septiembre con la conferencia titulada Ni RNA, ni DNA, impartida por Nicholas Hud, investigador del Georgia Institute of Technology.