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El bioinformático que busca transcribir el código de la vida

El bioinformático que busca transcribir el código de la vida

Roderic Guigó, del CRG, participa en un emprendimiento para abarcar el desempeño del genoma humano

“La vida es como una computación sobre el genoma. La secuencia del genoma, que es un código que tiene dentro normas acerca de cómo somos los organismos vivos, sería el software. Y la vida, los resultados del cálculo sobre este genoma”, ilustra Roderic Guigó, coordinador del programa de bioinformática y genómica del Centre de Regulació Genòmica (CRG), que está tarde va a recibir el Premi Nacional de Recerca de XXX en el Teatre Nacional de Catalunya.

Biólogo de formación, a Guigó siempre lo cautivó la teoría, más que el trabajo de laboratorio. “Siempre me ha atraído estéticamente todo lo que debe ver con las matemáticas”, enseña. “Por otra sección, no soy especialmente manitas”.

En paralelo a su formación científica, Guigó estudió programación y descubrió en ella una exclusiva vocación, que también le abrió la puerta al planeta de la biología computacional. Primero la aplicó a la ecología evolutiva, “a estudiar cómo las especies compiten en el ámbito por los recursos”, pero tras llenar su doctorado en 1988, en la Universitat de Barcelona, viajó a Boston (Estados Unidos) para viajar en una exclusiva aventura: la genómica. “Se trata de investigar las letras que conforman las secuencias biológicas como el ADN para intentar comprender cuál es su significado”.

En USA hay un interés genuino por la ciencia

En USA, Roderic Guigó trabajó en el Centro del Cáncer Dana-Farber, en Boston, en la Facultad de Boston y después en el Laboratorio Nacional de Los Álamos. “Estados Unidos sentó el fundamento de mi carrera”, valora. “Trabajar en un espacio distinto además te enseña a conocer que las cosas se tienen la posibilidad de llevar a cabo de formas diferentes y eso te enriquece bastante. Además a nivel personal, te abre al planeta y provoca que seas con la capacidad de enfrentarte a los inconvenientes de manera más eficiente”.

Lo que más le impresionó del modo de llevar a cabo de los investigadores estadounidenses fue que jamás desconectaban de su trabajo. “Hablaban de ciencia en todo momento. Al inicio me terminó muy agobiante, pero demostraba que en USA había un interés más genuino por la ciencia”, recuerda. “Las cosas aquí cambiaron y en este momento soy yo el que no posee tiempo de comentar de nada que no sea ciencia, inclusive en el momento de comer. He acabado realizando lo que odiaba”, ironiza.

Al regresar a Barcelona, en 1994, Guigó se descubrió con que las condiciones económicas no eran para nada favorables para la exploración. Aunque el contexto es en este momento distinto, Roderic Guigó critica que los estudiosos con talento aún se topen con adversidades para lograr desarrollar su trabajo en Catalunya o España. “Lo que no puede ser es que vuelvas aquí y te encuentres con peores condiciones para trabajar que las que tienes fuera. Lo que no puede ser es que volver signifique abandonar progresar en tu carrera científica. Lo que debe ocurrir es que nuestro estado ofrezca condiciones interesantes para todos los estudiosos. Lo sustancial no es que vuelva la multitud que se ha marchado fuera, sino que venga talento. Da igual si es de aquí o no”, recalca.

Roderic Guigó, sin embargo, pudo sobreponerse a la adversidad y siguió con su trayectoria científica en la Universitat de Barcelona y después en la Universitat Pompeu Fabra, desde donde colaboró en las fases finales de la secuenciación del genoma humano.

Lo que debe ocurrir es que nuestro estado ofrezca condiciones interesantes para todos los estudiosos. Lo sustancial no es que vuelva la multitud que se ha marchado fuera, sino que venga talento. Da igual si es de aquí o no

El grupo de Guigó desarrollaba programas para detectar los genes dentro de la enorme secuencia del genoma, de 3.000 millones de letras en la situacion de los humanos. “Solo el 2% son zonas que corresponden a genes y que tienen dentro la información que define a los seres vivos”. No solo ese 2% está disperso, sino que también los genes humanos –al igual que los de todos los organismos eucariotas– están partidos en pedacitos llamados exones, flanqueados por secuencias de millones de letras que no codifican nada. “Y todo con solo 4 letras: A, C, G y T, con lo que, si te pones a ver el genoma, no ves nada”. Peor que buscar una aguja en un pajar.

Guigó y su grupo aprovecharon sus programas perfeccionados en ubicar genes para hacer una utilidad que los representase de manera gráfica, así como se distribuyen en el genoma. En 2001, la contraparte privada al Emprendimiento Genoma Humano, liderada por la compañía Celera Genomics, les encargó llevar a cabo el mapa de todo el genoma humano, con sus 20.000 genes, en un colosal póster.
Extracto del póster del mapa del genoma que Celera Genomics divulgó en 2001, elaborado por el conjunto de Roderic Guigó. Ilustra un fragmento del cromosoma 1 (Science)

“La monitorización del genoma facilita ver de manera rápida qué genes hay en una cierta zona y qué zonas reguladoras hay cerca”, enseña Guigó. Ese primer poster ha evolucionado hasta los programas populares como genome browsers (“navegadores del genoma” en inglés), que los investigadores usan actualmente de manera rutinaria para estudiar los genes.

En 2003, Roderic Guigó y su conjunto se unieron a uno de los enormes sucesores del Emprendimiento Genoma Humano: el emprendimiento Encode. “Había muchas expectativas sobre el encontronazo que el Emprendimiento Genoma Humano tendría en la medicina. Varios pensaban que, una vez tuviéramos el mapa del genoma, sería muy simple hallar los genes y asociarlos con patologías. Pero eso fué muchísimo más complicado” recuerda Guigó. “A día de hoy, cuando ya hace bastante más de 17 años de la primera secuencia del genoma humano, aún no entendemos precisamente cuántos genes hay en el genoma y donde se encuentran todos localizados”. Para responder a esas cuestiones surgió Encode.

“Tu genoma es el mismo en las células de todo tu cuerpo. Pero las células de cada parte del cuerpo son diferentes. Las células de la piel no son iguales de las neuronas, de las células de la sangre, de las células musculares, de las células de los huesos… ¿Cómo es posible que sean todas diferentes si tienen los mismos genes?”, pregunta Roderic Guigó.

Actualmente, cuando ya hace bastante más de 17 años de la primera secuencia del genoma humano, aún no entendemos precisamente cuántos genes hay en el genoma y donde se encuentran todos localizados

No todos los genes trabajan igual en todas las células. En las neuronas, a lo mejor solo trabajan 15.000 de ellos, en una conjunción diferente que en la piel o el cerebro. Y los genes no son solo interruptores que tienen la posibilidad de apagarse o encenderse: “serían más bien como las bombillas que aceptan graduar la intensidad de la luz”, ilustra Guigó. La intensidad de desempeño de un gen es lo que los investigadores llaman nivel de expresión, y la conjunción de los escenarios de expresión de los diferentes genes es lo que proporciona identidad a cada tipo de célula.

Cuantificar qué genes se manifiestan en cada tejido, y en qué situaciones lo hacen, puede contribuir a comprender cómo se lleva a cabo el cuerpo humano y qué es lo que falla cuando enferma. “Prácticamente algún variación patológica se ve reflejada en cambios en la expresión de los genes”, apunta Guigó. “Por lo tanto, entender cuál es el patrón de expresión habitual de los genes puede contribuir a comprender qué es lo que cambia en una cierta enfermedad. Y eso, ocasionalmente, puede indicarnos probables tácticas terapéuticas”.

En 2005, Roderic Guigó se incorporó al Centre de Regulació Genòmica, desde donde lidera numerosos de los proyectos vinculados a Encode. Su propósito es transcribir el concepto de las normas codificadas en el ADN. El código del que resulta la vida.

Entender cuál es el patrón de expresión habitual de los genes puede contribuir a comprender qué es lo que cambia en una cierta enfermedad. Y eso, ocasionalmente, puede indicarnos probables tácticas terapéuticas”