Científicos cuentan todo el ADN del mundo para calcular la biodiversidad

Un grupo de científicos de la Universidad de Edimburgo, en Escocia, se ha puesto en la tarea de contar todo el ácido desoxirribonucleico (ADN) contenido en la Tierra para cuantificar la biodiversidad mundial. Es un método innovador. Por lo general, los científicos que quieren calcular la biodiversidad coinciden en enfocarse en el estudio de las especies o de los organismos que se encuentra en el planeta. Pero este equipo se ha centrado en una forma más fundamental para la cuantificación de la diversidad de la vida, algo que hasta hace poco nadie había intentado hacer. Para Hanna Landernmark, estudiante del doctorado de Astrobiología de la Universidad de Edimburgo e investigadora del proyecto, en la biosfera se puede encontrar todo el ADN que se requiere para conocer sobre la biodiversidad. "Este (el ADN) es la unidad más pequeña de información que tenemos, y toda esa información tiene el potencial de estar conectado e interactuar con todo lo demás", dijo al periódico The New York Times. Según esta lógica, el planeta es una especie de superordenador en el que la totalidad del ADN representa la capacidad de almacenamiento del sistema, y la tasa de transcripción genética de su potencia de cálculo. Pero el primer paso en la aplicación de este enfoque para el estudio de la biodiversidad es determinar una figura compuesta de ADN. Con ese objetivo en mente, Landenmark y sus colegas llevaron a cabo una revisión exhaustiva de la cantidad de microbios, plantas, animales y hongos se encuentran en la Tierra. Ellos también incluyen virus, porque esos "agentes juegan un papel importante en el procesamiento de ADN y genes". Los investigadores calcularon la biomasa total de cada grupo, con base en el número estimado de personas que viven y su tamaño. Finalmente, se calculó el número de células contenidas en cada organismo y se multiplicaron por la cantidad de ADN contenido en cada célula, dándoles un valor para la cantidad de ADN contenido en una persona o árbol dado, hongo o bacteria. Como informaron los investigadores en la revista PLOS Biology, se encontraron con que la Tierra contiene pares de bases en torno al 50 billones de billones de billones de ADN -los bloques de construcción de la doble hélice del ADN- además de 3,6 por 1.037 pares de bases o menos. Reunida esa cantidad de ADN pesaría 50 mil millones de toneladas y llenar mil millones de contenedores de transporte, según el NYT. El equipo también calcula el equivalente en el planeta de la potencia de cálculo: la velocidad de transcripción del ADN. Teniendo en cuenta la tasa media de la transcripción genética para diferentes grupos de organismal, encontraron que la biosfera procesa más de 1.024 subunidades de ADN por segundo. Las cifras finales se deben considerar aproximaciones preliminares, según Landenmark. En la búsqueda de los números para apoyar sus cálculos, ella y sus colegas descubrieron que gran parte de los datos que necesita para hacer estimaciones precisas -como el número total de animales en un bioma dado, o el tamaño y el número de ejemplares de una especie en particular 'genoma'- no están disponibles. Para Landenmark "fue un ejercicio muy útil, ya que reveló brechas en el conocimiento de diversos aspectos de la biosfera que tenemos que llenar".

Descubierta la ‘cuádruple hélice’ de ADN en células humanas

Quién les iba a decir en 1953 a James D. Watson y Francis Crick que su descubrimiento sobre la doble hélice del ADN, basado en el trabajo de Rosalind Franklin y galardonado con el premio Nobel, sería actualizado 60 años después.

"Han pasado 60 años desde que se resolviera su estructura pero un estudio como este nos muestra que la historia del ADN continúa", explica Julie Sharp, experta del centro de investigación del cáncer de Reino Unido.

En el aniversario de ese hito científico, investigadores de la Universidad de Cambridge (Reino Unido) han publicado un artículo en la revista Nature Chemistry que demuestra que las estructuras de cuatro hebras "cuádruple hélice" del ADN –conocido como G-quadruplex– existen igualmente en el genoma humano.

Así, dichas estructuras se forman en regiones de ADN ricas en guanina, una de las cinco bases nitrogenadas que forman parte de del ADN y el ARN, por lo general abreviado como 'G'.

El hallazgo marca la culminación de más de 10 años de investigación para demostrar estas estructuras complejas en células humanas vivas trabajando desde lo hipotético, a través de modelos computacionales, hasta experimentos de laboratorio y, finalmente, la identificación de las células cancerosas humanas utilizando biomarcadores fluorescentes.

Un nuevo paradigma a investigar

El trabajo revela una clara relación entre las concentraciones de cadenas cuádruples y el proceso de replicación del ADN, esencial para la división celular y la producción.

"Estas complejas estructuras suelen darse con mayor probabilidad en los genes de las células que se dividen rápidamente, como las células cancerosas”, apunta Shankar Balasubramanian uno de los autores de la Universidad de Cambridge. “Para nosotros, se trata de un nuevo paradigma a investigar, usando estas cadenas cuádruples como dianas para tratamientos personalizados en el futuro".

"La estructura de la ‘cuádruple hélice’ del ADN podría ser la clave para nuevas formas de inhibir selectivamente la proliferación de células cancerosas. De hecho, la confirmación de su existencia en las células humanas es un hito real", concluye.

La Partícula de Déu