Boletín UNAM-DGCS-290
Ciudad Universitaria
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LA UNIDAD DE MICROARREGLOS DE DNA DE LA UNAM BRINDA SERVICIO A LA COMUNIDAD CIENTÍFICA NACIONAL
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Este espacio, único de su tipo en México y América Latina, ofrece un
servicio sin fines de lucro en beneficio de la investigación en nuestro país:
Jorge Ramírez Salcedo
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Mediante estos "microchips génicos" de 75 por 25 milímetros,
que pueden contener hasta 10 mil genes diferentes por centímetro cuadrado, es
posible efectuar diagnósticos precisos en enfermedades como el cáncer
A poco más de medio año de su inauguración, la
Unidad de Microarreglos de DNA de la UNAM, con sede en el Instituto de
Fisiología Celular (IFC), brinda con éxito sus servicios a la comunidad
científica, no sólo de esta casa de estudios, sino del país e, incluso, del
extranjero.
Así lo informó su responsable, el doctor Jorge
Ramírez Salcedo, quien señaló que el objetivo de este espacio, único de su tipo
en México y América Latina, es brindar un servicio sin fines de lucro, pero con
la calidad que ofrecen empresas comerciales, en beneficio de la investigación
en nuestro país.
Mencionó que, a pesar de ser corto el tiempo
desde que inició sus operaciones, la Unidad financiada por la Coordinación de
la Investigación Científica y la Dirección General de Estudios de Posgrado, da
apoyo a diferentes usuarios.
Entre ellos se encuentran, dentro de la
UNAM, los institutos de Biotecnología y de Investigaciones Biomédicas, el IFC,
el Centro de investigación sobre Fijación de Nitrógeno y la Facultad de
Química.
A ellos se suman, en el país, el Cinvestav, la
Universidad Autónoma de Nuevo León, los institutos nacionales de Cardiología y
Nutrición, entre otros, así como, fuera de nuestras fronteras, las
universidades Federal de Río de Janeiro y la de Barcelona.
En la actualidad se conoce el código genético
completo de alrededor de 44 organismos, incluido el humano, y está en
desarrollo el de otros 800. El reto, ahora, consiste en comprender la función
de todos y cada uno de los genes que conforman esos genomas y definir los
mecanismos regulatorios que determinan su expresión. A eso contribuyen los
microarreglos.
Se trata de "microchips génicos"; es
decir, portaobjetos de cristal de 75 por 25 milímetros, en donde es posible
"imprimir" hasta 10 mil genes diferentes en un centímetro cuadrado,
por lo que la distancia entre uno y otro es de tan sólo 100 micras.
"Es como un juego de timbiriche, donde, a
partir de puntos, se cierran cuadros en los cuales se coloca la letra inicial
del nombre de quien los formó; sólo que éste, a pesar de su tamaño
(centímetros), es gigantesco, y puede contener, por ejemplo, 30 mil cuadritos
cada uno con el nombre de quien lo ocupa: un gen con características y
funciones específicas".
Es decir, añadió Jorge Ramírez, un microarreglo
no es otra cosa más que un "montón" de genes acomodados en un cierto
orden que nos permite preguntar a cada uno de ellos qué sucede en alguna
condición que se quiera probar; por ejemplo, qué ocurre al genoma de una
bacteria como Escherichia coli cuando se le pone un antibiótico.
Los datos arrojados son obtenidos mediante el
uso de un lector de microarreglos, el
cual consiste en un microscopio de fluorescencia automatizado que depende,
entre otros elementos, de software desarrollado tanto para capturar y ordenar
los resultados, como para llevar a cabo estudios de comparación entre los
productos de distintos experimentos.
De ese modo, abundó, se pueden ver en el
monitor de una computadora miles y miles de puntos (genes) de colores: rojos,
verdes, amarillos y negros -oscuros-. Los primeros son los que aumentaron su
expresión por efecto del antibiótico, los segundos los que la disminuyeron, los
terceros los que no se afectaron y los últimos, los que no se estaban
expresando.
Por ejemplo, en el caso de un microarreglo de
la misma bacteria E. coli, que contiene cuatro mil genes, sólo el 10% cambia su
expresión; es decir, 400.
Al final, el usuario recibe una lista
"monumental", de miles y miles de renglones con la descripción y
valores numéricos de cada gen que se encuentra en el microarreglo. Es decir,
las imágenes de puntos de colores son convertidas en valores cuantitativos muy
confiables, con lo cual quien experimenta puede saber cuántas veces aumentó o
disminuyó la expresión genética.
Con esta tecnología se vislumbran cambios
radicales en la manera de hacer biología y medicina, ya que permite el estudio
de la expresión de los genomas de organismos crecidos bajo distintas
condiciones fisiológicas, en mutantes, en células en diversos estados de
desarrollo, así como la comparación entre condiciones patológicas y normales.
Mediante los microarreglos, es posible efectuar
estudios de rutas metabólicas, el desarrollo de tejidos y órganos,
diferenciación celular y diagnósticos y, por lo tanto, tratamientos más precisos
y personalizados en enfermedades como el cáncer.
Asimismo, en el ámbito de la agricultura se
pueden especificar las respuestas de las plantas al estrés ambiental, a los
herbicidas, a las hormonas del crecimiento, etcétera. "Cuando el suelo se
cultiva en exceso, acumula sal hasta alcanzar concentraciones que no permiten
el crecimiento de nuevos vegetales; sin embargo, hay algunos que son
resistentes ¿por qué? La respuesta debe estar en sus genomas. Si los comparamos
podremos entender cómo éstos últimos se defienden y, quizá adaptar a otros para
que crezcan en suelos salobres".
Se abren tantas posibilidades de estudio como
el genoma mismo permite, precisó el científico. Y en la Unidad de la UNAM se
brindan los servicios de manejo de bancos y cepas (almacenamiento y
conservación de bibliotecas genómicas ordenadas); amplificación de genes y
purificación de plásmido; fabricación de microarreglos de DNA; marcaje de
sondas e hibridación de los microarreglos; así como lectura y análisis de los
mismos.
Los científicos se benefician de los costos de
los servicios de la Unidad, en la cual, por ejemplo, se ofrecen los
microarreglos de la levadura del pan Saccharomyces cerevisiae (fabricada por
los propios universitarios) por 75 dólares, en comparación con el costo
comercial que es de 499 dólares, o los de la bacteria Helicobacter pilorii
(relacionada con la gastritis y el cáncer gástrico), que también vale en el
mercado 499 dólares y en la UNAM sólo 40.
En la actualidad este espacio, respaldado por
un Comité Científico, labora a 20 o 30% de su capacidad. Por ello, entre sus
metas se encuentra hacerlo al 100%, en tanto se conozcan mejor sus actividades,
así como la importancia y confiabilidad de sus resultados entre la comunidad
científica nacional. Para eso, ya se trabaja en la certificación internacional
(ISO) de la Unidad.
Otra meta es conseguir las bibliotecas
genómicas completas de animales que son modelo de estudio como el ratón, la
rata y el pez cebra, así como la del humano (actualmente se cuenta sólo con dos
mil de los 30 mil genes que la conforman), y de plantas como Arabidopsis
thaliana.
"Tendremos a disposición de la
comunidad científica de la UNAM y del país nuevas bibliotecas con los recursos
que se recuperen. Son muy costosas, entre cuatro y diez dólares por cada gen;
es decir, que el genoma humano completo debe costar alrededor de 120 mil
dólares".
Además, expuso Ramírez Salcedo, se pretende que
los servicios de la Unidad se extiendan, más allá del ámbito académico, a otro
de fundamental importancia: el médico. Ya ha habido un acercamiento del
Instituto Mexicano del Seguro Social, con el cual podría comenzarse una
colaboración.
El universitario destacó la participación de
personal especializado en la Unidad, así como la organización de actividades
académicas como seminarios e, incluso, un curso teórico-práctico al cual
asistieron científicos de todo el país. Empero, reconoció que hacen falta
expertos en bioinformática (carrera que aún no existe en México), quienes
puedan interpretar los miles de datos que arroja un microarreglo, capaces de
mirar “en las entrañas del genoma”.
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FOTO 1
Se conoce el código genético
completo de alrededor de 44 organismos, incluido el humano, y está en
desarrollo el de otros 800. El reto, ahora, consiste en conocer la función de
todos y cada uno de los genes que los conforman. A ello contribuye la Unidad de
Microarreglos de DNA de la UNAM.
FOTO 2
Los microarreglos son
"microchips génicos"; es decir, portaobjetos de cristal de 75 por 25
milímetros en donde es posible "imprimir" hasta 10 mil genes
diferentes en un centímetro cuadrado, explicó Jorge Ramírez Salcedo, encargado
de la Unidad de Microarreglos de DNA de esta casa de estudios.
FOTO 3
Aspecto de uno de los laboratorios de la Unidad de Microarreglos de DNA de la UNAM, único de su tipo en México y en América Latina, que apoya a instituciones nacionales e internacionales.