Científicos descubren un gen que rompe la ley de la herencia de Mendel

Durante años, los científicos tenían pruebas de que esta ley se había roto en los mamíferos, pero no sabían cómo. Ahora, este equipo liderado por expertos de la UNC empleó datos de miles de ratones genéticamente diversos para demostrar que las hembras pasan una copia del gen R2d2 con más frecuencia que la otra copia.

El descubrimiento, publicado en 'Plos Genetics', tiene amplias implicaciones. Por ejemplo, cuando los médicos calculan la probabilidad de que una persona herede los genes responsables de una enfermedad, los cálculos se basan en la ley de Mendel, igual que los hallazgos de los campos de la genética evolutiva y la genética de poblaciones. También podría tener implicaciones en los campos de la ciencia biomédica, enfermedades infecciosas e, incluso, la agricultura.

"R2d2 es un buen ejemplo de un fenómeno poco comprendido conocido como impulso meiótico femenino, cuando se genera un óvulo y un 'gen egoísta' se secreta al huevo más de la mitad del tiempo", explica Fernando Pardo-Manuel de Villena, profesor de Genética y autor principal del artículo. "Un ejemplo notable pero mal entendido de esto en los seres humanos implica la transmición de cromosomas fusionados que pueden contribuir a trisomías, cuando tres cromosomas pasana los hijos en lugar de dos", pone como ejemplo.

Las trisomías se asocian con abortos involuntarios o pueden conducir a trastornos del desarrollo, como los síndromes de Down, Edwards y Patau. "Entender cómo funciona la conducción meiótica pueden aportar más luz sobre las anomalías meióticas que subyacen en estos trastornos --subraya Pardo-Manuel de Villena--. Ahora, por fin tenemos un sistema fácilmente controlado y manejable para poder estudiar el impulso meiótico".

Los investigadores, entre ellos John Didion, becario postdoctoral en los Institutos Nacionales de Salud estadounidenses (NIH, por sus siglas en inglés), exestudiante graduado de la UNC y el primer autor del artículo, primero descubrieron R2d2 mientras se desarrollaban 'Collaborative Cross' (CC) y 'Diversity Outbred' (DO) dos poblaciones relacionadas de ratones de laboratorio que se derivaron mezclando ocho líneas endogámicas genéticamente diversas.

Los científicos examinaron datos del genotipo de cientos de líneas de CC y miles de ratones DO y encontraron que en cada lugar en el genoma, salvo uno, cada una de las ocho líneas parentales hicieron contribuciones iguales a la población. La única excepción se produjo en medio del cromosoma 2 del ratón.

La causa

Mediante el uso de secuencias de todo el genoma de las líneas parentales, los científicos encontraron que R2d2 fue responsable de la obtención de muchas copias de una secuencia de genes presentes en todas las hembras con el impulso meiótico. La supresión de la mayoría de las copias del gen R2D2 restauró el patrón esperado de la herencia, lo que proporcionó evidencia sólida de que el gen R2d2 era, de hecho, la causa de la mutación inusual encontrado en el cromosoma 2.

"Estamos tratando de averiguar el mecanismo de esto, cómo funciona a nivel molecular", adelanta Pardo-Manuel de Villena, director de CC en la UNC. Los resultados abren la puerta a experimentos relevantes para la salud humana debido a que la regulación cromosómica es un proceso fundamental. Alterar o modificar la forma en la que los cromosomas se transmiten a la descendencia podría tener efectos dramáticos en una variedad de trastornos.