La materia oscura del genoma: un territorio difícil de explorar.

Cuando se desarrolla un organismo vivo, el código genético bidimensional  (DNA) proporciona información para la formación de un ser  multidimensional capaz de enfrentar los retos de la selección natural. Además de aportar la plantilla para obtener un cuerpo tridimensional, se consigue con dicho "mapa", que las células, de forma coordinada, formen tejidos. Los tejidos de la misma naturaleza se integran luego en órganos. Y ascendiendo en complejidad, los órganos se integran en sistemas funcionales. El indivíduo así desarrollado consigue vencer múltiples retos. Entre ellos la detoxificación de sustancias nocivas presentes en los alimentos o la eliminación de parásitos. Y la propia reproducción.

Los genomas de los animales multicelulares son extensos y muy complejos. Todavía no se conocen las funciones que cumplen muchas partes del DNA. Sólo un 1% del genoma humano se transcribe en un RNA mensajero (mRNA), que es el que sirve para la síntesis de proteinas. También cuenta el RNA que no se transcribe en proteinas (ncRNA). Y hay un 0.5% de DNA que controla la expresión de los genes. Fuera de tal territorio algo conocido, se encuentra una misteriosa "materia oscura", cuyas funciones aún se desconocen.

Los investigadores explican que ese 5% del genoma humano y del resto de los mamíferos, se encuentra sujeto a cambios evolutivos. Lo que se ignora es cuáles son sus funciones y cómo se integran las mismas entre sí.

Se conoce que en la coordinación de la expresión de los genes interactúan tres sistemas que operan tanto en el desarrollo espacial como temporal: existen factores de transcripción que se unen al DNA a modo de promotores de genes. Hay un RNA que, aunque no codifica proteinas,  modifica la expresión génica una vez que se ha desarrollado la translación. Por último hay histonas, que son proteinas que funcionan como señales químicas en el DNA, y definen regiones activas o inactivas.

Los proyectos ENCODE (Encyclopedia of DNA Elements) están utilizando ensayos a gran escala para identificar las interaccions entre los factores de transcripción, el ncRNA, las señales químicas en la cromatina, y la expresión génica. Se trata de descubrir qué funciones ejerce la materia oscura del genoma humano.

Los primeros datos del proyecto ENCODE en humanos han revelado una increible densidad de señales regulatorias, así como numerosas interacciones, en el exiguo 1% del genoma.

Cada indivíduo es único y su DNA lo identifica.

Existen otros proyecto llamados modENCODE (model organism Encyclopedia of DNA Elements) en los que se aprovecha la información proveniente del genoma de organismos como la mosca de la fruta Drosophila melanogaster y el gusano (nemátodo) Caenorhabditis elegans. Las ventajas de dichos modelos tienen que ver con la facilidad con que se pueden conseguir cultivos celulares. Y también por el reducido tamaño de su genoma.

C. elegans posee 100 millones de bases(Mb) y la mosca de la fruta 180 Mb, lo que comparado con las 3000 Mb del genoma humano significa una ventaja significativa a la hora
de deslindar funciones.

Ambos modelos han sido examinados con una extensa colección de recursos genéticos y moleculares. Y la comprensión actual de cómo se produce el desarrollo embrionario, así como las funciones del organismo adulto, superan a los conocimientos provenientes de otros animales, con gran diferencia.

El objetivo de modENCODE consiste en poner a punto tecnologías, especialmente aquellas que llevan al análisis de datos. Igualmente se persigue buscar puntos de referencia para los datos que van obteniéndose del proyecto ENCODE.

Los proyectos modENCODE constan de cientos de experimentos y han aportado billones de puntos a examinar que permitan delinear nuevos modelos de la regulación de la expresión génica.Y antes de contar con un modelo de expresión génica, hay que saber qué genes están presentes.

Los genetistas comparan sus proyectos modENCODE y ENCODE, con lo que hacen los físicos de partículas, utilizando el Large Hadron Colider, (LHC) una empresa a largo plazo dirigida a obtener datos y poder fijar las constantes físicas del universo, así como entender la llamada materia oscura cósmica.

De igual modo modENCODE y ENCODE son programas que ahondan en el conocimiento del genoma. En su momento aportarán las bases para predecir las funciones de los organismos vivos y sacarán a la luz los secretos de la materia oscura del DNA.

Autor Mark Blaxter et al. Science. Vol 330 no. 6012  pp. 1758 - 1759