Durante mucho tiempo los científicos han creído que el ADN controlaba nuestro destino biológico, pero el ADN no explica nuestra inmensa diversidad. Es aquí donde entra en juego la epigenética, que es el estudio de los factores que interactúan con los genes y su posible trasmisión hereditaria.
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AprendizajeTranscripción
00:00Las manos, los ojos, el rostro.
00:09Nuestro cuerpo es un enjambre de miles de millones de células que atesoran el
00:12ADN que nos han legado nuestros padres y que heredan nuestros hijos.
00:18¿Qué se transmite exactamente de una generación a otra, de una célula a otra?
00:23Sabemos que se transmite ADN, pero no es lo único.
00:30Los gemelos monocigóticos o gemelos idénticos poseen el mismo genoma.
00:36Entonces, ¿por qué no siempre son iguales?
00:39El genoma es como un libro que puede leerse de formas muy diferentes.
00:44Durante mucho tiempo, los científicos han creído que el ADN controlaba nuestro destino biológico.
00:52Pero las cosas no son tan simples.
00:56El avance de la tecnología y sus nuevas herramientas nos permiten afirmar que,
01:00en el estudio del ADN, debemos considerar el impacto del medio ambiente.
01:07Biólogos de todo el mundo investigan este nuevo misterio.
01:11La exploración es buscar nuevas células, saber nuevos conocimientos,
01:15intentar ir a donde la gente no ha estado antes.
01:18Una aventura científica que nos permitirá descubrir los factores ocultos que alteran nuestro ADN,
01:24nuestra identidad y tal vez nuestra herencia genética.
01:37El ser humano siempre ha sentido fascinación por la laboriosa abeja.
01:42Su naturaleza no deja de plantear preguntas a los científicos
01:46que poco a poco van desentrañando los misterios de su desarrollo.
01:55Existen miles de especies.
01:58Tal vez la más conocida sea la abeja doméstica o abeja melífera.
02:03Una colonia como la que tengo ante mí está formada por un gran número de obreras
02:10que puede oscilar entre 20.000, 30.000 e incluso 40.000
02:15y una sola abeja reina que es la madre de todas las demás.
02:20La reina de esta columna es fácilmente distinguible
02:23porque le han colocado un punto rojo en el dorso para saber siempre dónde está.
02:28Su cuerpo es diferente al de sus hijas, su silueta es más larga
02:33y tiene el tórax un poco más ancho.
02:36La reina es la única abeja fértil, la única que puede aparearse
02:40y su misión en la vida es poner huevos.
02:55La reina es muy diferente a las obreras que pululan a su alrededor.
02:59Sin embargo, en su etapa más precoz, todas las larvas son idénticas.
03:05¿Cuál es el mecanismo que convierte a una de ellas en reina?
03:16El misterio no fue desentrañado hasta mediados del siglo XX.
03:26El proceso que hace que una larva se convierta en reina en vez de en obrera
03:31tiene su base en la alimentación que recibe.
03:34Las larvas comen jalea real durante tres días.
03:37Después, si están destinadas a convertirse en obreras, su dieta varía.
03:42La jalea real se va mezclando con papilla larval, compuesta por polen y miel.
03:48En cambio, la futura reina seguirá siendo alimentada con jalea real
03:52durante el resto de su etapa larvaria.
03:57Lo que demuestra que un simple cambio nutricional
04:00puede ocasionar una significativa diferencia entre dos seres similares
04:03durante los primeros días de su vida.
04:07Pero, ¿cómo es posible que un elemento externo pueda tener semejante impacto en su desarrollo?
04:13¿No se supone que eso lo controla el ADN?
04:19Para comprender este proceso, es necesario remontarse a los orígenes
04:23de una de las aventuras más fascinantes de la biología.
04:27La secuenciación del genoma humano.
04:34Los científicos llevaban mucho tiempo intentando comprender
04:37la forma en la que se transmiten los caracteres de una generación a otra.
04:42Y por fin, en 1952, el papel exclusivo del ADN fue completamente ratificado.
04:51El núcleo de cada célula humana contiene 23 pares de cromosomas.
04:57Cada cromosoma está formado por dos cadenas de ADN.
05:04Este posee cuatro bases nitrogenadas representadas por las letras A, T, G y C.
05:10El ADN de un ser humano cuenta con 3.000 millones de letras
05:14que se ensamblan para formar los genes,
05:16que a su vez sintetizan las proteínas, las piezas básicas de los seres vivos.
05:22La secuenciación del genoma humano, que expone el mapa detallado
05:25de nuestros 25.000 genes, finalizó en el año 2000,
05:29lo que abrió la puerta a inmensas posibilidades.
05:39Este es el titular de hoy.
05:41Genetistas de 18 países consiguen confeccionar un mapa casi completo
05:45del genoma humano.
05:47Es un avance científico capital.
05:50Nos sentimos felices al desvelar el primer esbozo
05:53del gran libro de la vida humana.
05:57Las revistas científicas publicaron el mapa del todopoderoso genoma.
06:01Su secuenciación casi completa suscitaba las esperanzas más increíbles,
06:05como el descubrimiento de los genes de la obesidad y la esquizofrenia
06:09y la erradicación del cáncer.
06:11Las promesas de la ciencia parecían no tener fin.
06:15Es muy probable que los científicos tengamos una gran parte de la culpa
06:20de que se hablase tanto de la importancia del ADN.
06:25Proclamaron que habíamos descifrado el genoma humano.
06:28Descifrar es tomar un mensaje cifrado y hacer inteligible su lectura,
06:32pero leer la traducción no implica entender su significado.
06:36Fue entonces cuando iniciamos la descodificación
06:39que aún nos llevará algún tiempo.
06:45Los científicos saben que esta aventura acaba de empezar
06:50y que el texto que tienen en sus manos es muy difícil de interpretar.
06:55No podemos responder a todos los interrogantes
06:58fijándonos solo en la secuencia de ADN.
07:01Necesitamos conocer todo el genoma.
07:04Nuestra complejidad biológica no responde solo a las características del ADN.
07:09También depende de cómo éste se utiliza, se lee y se transmite.
07:15Unos meses después de la secuenciación del genoma humano,
07:19la revista Science dedicó por primera vez un número entero a la epigenética,
07:24el estudio de los factores que interaccionan con los genes
07:27y su posible transmisión hereditaria.
07:32Las preguntas sin respuesta comenzaron a acumularse.
07:36Los científicos buscaban nuevos elementos
07:39para explicar la belleza y complejidad del ser humano.
07:47En Australia, un laboratorio de investigación
07:50intenta conocer mejor a la laboriosa abeja
07:53secuenciando todo su genoma.
07:57Los resultados demuestran que no es fácil
08:00entre las larvas de la reina y las obreras.
08:03Todas comparten el mismo ADN.
08:15Si la diferencia no es genética, tal vez sea epigenética.
08:19Todo parece ratificar que la genética no es genética.
08:23Si la diferencia no es genética, tal vez sea epigenética.
08:28Todo parece ratificar que la jalea real
08:31es capaz de crear una interacción con los genes iniciales de la larva
08:34y convertir a estos en genes de reina.
08:39El proceso comienza durante el estado larval.
08:42Al cabo de tres días, la futura reina recibe una alimentación exclusiva,
08:46un cambio que modificará profundamente su desarrollo.
08:51Después de la metamorfosis, las ninfas progresan a un ritmo diferente.
08:56El desarrollo de las reinas es mucho más rápido que el de las obreras.
09:00Una reina estará lista para emerger en tan solo dos semanas,
09:04pero las obreras necesitarán una semana más.
09:10Así que es la jalea real lo que marca la diferencia.
09:16Pero, ¿cómo actúa sobre los genes de la larva?
09:21La metilación del ADN, un mecanismo epigenético,
09:24es lo que desencadena estos diferentes programas de desarrollo.
09:30El ADN de la abeja contiene unos 10.000 genes.
09:33Y como en todos los organismos vivos,
09:36algunos de sus genes se expresan en lenguaje científico,
09:39mientras que otros permanecen inactivos.
09:43La expresión de los genes puede silenciarse
09:45mediante la metilación del ADN,
09:48una especie de marca química que se añade a un gen
09:51y permite apagarlo, como si fuera un interruptor.
09:57Si la metilación del ADN es intensa en las etapas iniciales,
10:00tendremos abejas obreras,
10:03pero si suprimimos la metilación, tendremos reinas.
10:07De la misma forma que la alimentación activa un programa epigenético
10:10que determina la creación de obreras o reinas,
10:13nosotros inyectamos en estos huevos unas moléculas
10:16que interrumpen la metilación del ADN,
10:20lo que permitirá que todos ellos se conviertan en reinas.
10:26El sistema utilizado para la creación de una reina resulta sorprendente
10:29y demuestra que ciertas modificaciones químicas
10:32en unos genes idénticos pueden jugar un papel crucial
10:35en el desarrollo de un ser vivo.
10:38¿El singular caso de las abejas podría reproducirse en otras especies?
10:43Jonathan Weitzman tiene su propia opinión al respecto.
10:47Voy a poneros un ejemplo.
10:50Yo soy británico y esta es mi reina.
10:53Ella nació reina, así que podríamos decir que es una reina genética.
10:58A la derecha podéis ver a la reina de las abejas,
11:01pero la realiza no estaba en sus genes.
11:04Con el tiempo, una larva se convierte en reina
11:07porque es alimentada con jalea real.
11:10Como veis, en Inglaterra hay dos formas de convertirse en reina.
11:13Se puede ser la reina genética
11:16y, en algunos casos no muy frecuentes,
11:19se puede llegar a ser reina por interacción con el entorno real.
11:25¿De qué estamos hechos? ¿Quiénes somos?
11:28Ya se trate de científicos o de células,
11:31el ADN no explica nuestra inmensa diversidad.
11:34Las células del hígado, del ojo o de la mano
11:37tienen el mismo genoma
11:40y, sin embargo, son casi tan diferentes como los científicos.
11:43¿Cómo es posible tanta complejidad?
11:49El tema apasiona a Jonathan Weitzman,
11:52que no deja de hacerse preguntas
11:55sobre el comportamiento de nuestras células.
11:58En nuestro organismo hay cientos de tipos de células
12:01con comportamientos y características muy diferentes
12:04que transmitirán a la siguiente generación de células.
12:07Las células del hígado, las neuronas,
12:10los linfocitos en la sangre, las células de la piel,
12:13todas ellas se comportan de forma diferente
12:16y utilizan el genoma de un modo muy distinto.
12:19Y, sin embargo, todas proceden de la misma fuente primigenia,
12:22el óvulo fecundado.
12:25Y yo me pregunto, ¿cómo puede esta célula original
12:28dar lugar a tal diversidad de estados celulares
12:31partiendo del mismo genoma?
12:34El biólogo escocés Conrad Waddington,
12:37el primero en utilizar el término epigenética,
12:40empezó a responder a esta pregunta en los años 40.
12:44Waddington no dejaba de preguntarse
12:47cómo un embrión podía convertirse en un ser compuesto
12:50por células variadas y numerosas a partir de una sola célula.
13:00Conrad Waddington dibujó un paisaje con una montaña.
13:03Y en la cima colocó varias células
13:06representadas por bolas del mismo color
13:09que, al descender por sus irregulares laderas,
13:12podían convertirse en células diferenciadas
13:15en función del camino que tomasen.
13:19Cuando comienzan a deslizarse desde la cumbre,
13:22su rumbo es incierto.
13:25En ese momento todas podrían transformarse en cualquier célula.
13:28El relieve existente crea numerosos caminos,
13:31cada vez más estrechos,
13:34que determinarán su destino final.
13:40Células del hígado, del corazón,
13:43de la piel, del cerebro...
13:46El destino y la identidad de nuestras células
13:49no solo está grabado en el ADN.
13:52Otros mecanismos trabajan para que las células
13:55se diferencien y guarden la memoria de su identidad.
13:59Todos somos conscientes de que el origen fue un huevo.
14:02Y a partir de ahí, cada ser vivo
14:05fue perfeccionando un mecanismo epigenético
14:08para leer la información genética.
14:11Hay algo mágico en todo esto.
14:14A mí me resulta maravilloso pensar que estamos empezando
14:17a comprender su funcionamiento,
14:20que estamos consiguiendo entender cómo una pequeña planta
14:23puede ser creada a partir de una información genética
14:26y que está codificándose durante 2.000 millones de años,
14:29y que estamos aprendiendo a leer el sistema codificado
14:32que ha fabricado esa planta
14:35o al ser humano que tengo delante.
14:38El genoma no cambia durante la diferenciación celular.
14:41Lo que cambia es la forma de utilizarlo.
14:44Y son los mecanismos epigenéticos los que determinan
14:47qué parte se utiliza y qué parte no.
14:51La forma en la que se expresan nuestros genes
14:54es determinante para el desarrollo de nuestras células.
14:59Hay muchas formas de explicar en qué consiste la epigenética.
15:02La metáfora que mejor funciona es la música.
15:05Las partituras musicales poseen líneas y caracteres
15:08que marcan las pautas para interpretar esa melodía.
15:21Pero cada vez que esos signos son interpretados
15:24por diferentes artistas, suenan de manera diferente.
15:34En esta metáfora, la partitura es el ADN.
15:37Pero para que suene la melodía,
15:40necesitamos unos músicos y una interpretación.
15:51Una misma partitura genética puede ser interpretada
15:54de distintas formas.
15:57Los gemelos monofigóticos son el ejemplo perfecto.
16:00Proceden del mismo óvulo y comparten el mismo ADN.
16:03Pero su genoma para los gemelos monofigóticos
16:06es el ADN.
16:09El ADN es el mismo que el genoma de los gemelos monofigóticos.
16:12El ADN es el mismo que el genoma de los gemelos monofigóticos.
16:15Pero su genoma para los gemelos monofigóticos
16:18es el ADN.
16:21Pero su genoma parece haber sido interpretado por músicos diferentes.
16:24Me encanta el ajo.
16:27Yo lo odio.
16:30Él corre mucho más rápido que yo.
16:33Le falta entrenamiento.
16:36Mi francés no es malo.
16:39Yo ni siquiera lo hablo.
16:42Jonathan Weitzman y su hermano gemelo, Matthew,
16:45tienen muchas curiosidades sobre la identidad.
16:48Tal vez nos interese la genética
16:51porque siempre nos ha fascinado la transmisión hereditaria,
16:54lo que nos convierte en lo que somos.
16:57Somos una combinación de nuestro genoma,
17:00de nuestro epigenoma y de nuestras experiencias.
17:03Eso es lo que me convierte en lo que soy hoy.
17:06Pero las nuevas experiencias y los cambios en mi epigenoma
17:09me convertirán en lo que seré mañana.
17:15El genoma es relativamente estático.
17:18En comparación, el epigenoma es relativamente dinámico.
17:21La identidad personal va cambiando a lo largo de la vida.
17:24Y el epigenoma, en cierto modo,
17:27actúa como el portador de la memoria de nuestro pasado,
17:30contribuyendo a definir lo que somos en cada momento.
17:33Cuanto más vivimos, más divergen nuestros epigenomas.
17:36Algo que ya ha sido ratificado
17:39por recientes investigaciones.
17:46A lo largo de la vida,
17:49los genes interaccionan con muchos factores.
17:52Nuestras experiencias condicionan su expresión.
17:55Pero, ¿cómo afecta esa influencia
17:58a dos gemelos monocigóticos que comparten el mismo ADN?
18:01Esto es lo que intenta averiguar en Barcelona
18:04el investigador Manel Esteller.
18:07¿Cómo estamos?
18:10Bien. Hola.
18:14¿Berta?
18:17Sí. Grisela.
18:20Bienvenidas. Como sabéis, estamos estudiando nosotros la epigenética.
18:23Alteraciones o cambios
18:26que podéis tener en vuestro material genético,
18:29a pesar de ser gemelas.
18:32Son cambios normales. No hay nada que preocuparse.
18:35Puedo explicar algunas diferencias que tengáis entre vosotras.
18:38¿Diréis que ahora sois más iguales o más distintas que hace 10 años?
18:41¿Os vais separando poco o vosotras todavía
18:44sois de las muy, muy cercanas?
18:47Físicamente, yo creo que nos vamos diferenciando un poco.
18:50Con los rasgos van cambiando.
18:53Los gemelos monocigóticos también podéis ser distintos.
18:56Serían las huellas dactilares.
18:59Cuando os miráis las huellas de los dedos, las veis distintas.
19:02Este es un cambio puramente epigenético,
19:05sin ninguna alteración genética, que sucede en los dedos.
19:08Se parecen mucho, pero se pueden distinguir.
19:11Hay ciertas diferencias en las mismas.
19:14Esto es de aparición en el nacimiento.
19:17Ya nací con esta mancha.
19:20¿Este cambio a qué se debe?
19:23Este cambio no lo sabemos.
19:26Podría ser que hubiera una pequeña mutación, un cambio genético,
19:29o puede ser un cambio epigenético asociado a las mismas.
19:32Esto, hasta que se mire al detalle, no lo sabremos.
19:35Las huellas son exactamente idénticas.
19:38Pero epigenéticamente estás divirgiendo.
19:41Porque los estilos de vida van siendo distintos,
19:44ya se ve físicamente, y también en el crecimiento que tendréis,
19:47y también en las enfermedades.
19:50Eso va a cambiar y va a ser muy importante
19:53para estos dos individuos que no son fotocopias.
19:56Las conclusiones derivadas del estudio en gemelos
19:59demuestran que el ADN nos da una forma de ser
20:02y de enfermedades, pero no es un libro cerrado.
20:05Esos estudios fueron claves en el sentido
20:08de demostrar que sí, que hay cierto determinismo genético,
20:11pero no al 100%.
20:14Los estudios con gemelos idénticos
20:17nos permiten evaluar la influencia de la epigenética
20:20en el desarrollo.
20:23¿Pero interviene también en la aparición de enfermedades?
20:27Los estudios de gemelos monocigóticos
20:30también tienen importancia en cáncer,
20:33porque tenemos a veces la cuestión de personas
20:36que tienen una mutación heredada, dominante,
20:39que confiere un riesgo de 80-90% de cáncer de mama, por ejemplo,
20:42y una de las hermanas tiene el cáncer de mama a los 60,
20:45y la otra no lo tiene o lo tiene a los 90.
20:48¿Cómo es posible si su ADN es el mismo?
20:51Porque en parte hay diferencias epigenéticas que lo explican.
20:57Las diferencias epigenéticas entre los gemelos idénticos
21:00podrían revelar anomalías
21:03e incluso servir de marcadores para controlar
21:06la aparición de enfermedades tan graves como el cáncer.
21:16El equipo de investigación dirigido por Edith Heard
21:19del Instituto Coogee
21:22ha abierto nuevas esperanzas en este campo.
21:26Ya sabíamos que el cáncer es una enfermedad genética
21:29y que algunos cambios en el ADN
21:32desempeñan un papel relevante en su aparición.
21:35Pero nuestras investigaciones muestran
21:38que también se trata de una enfermedad epigenética
21:41y reafirma nuestra convicción
21:44de que los cambios en la expresión de los genes,
21:47sus cambios de actividad,
21:50también intervienen en la progresión de los tumores.
21:56Su trabajo es un paso más
21:59en la comprensión de estos mecanismos.
22:02Sus esfuerzos se han centrado en un cromosoma fascinante
22:05que aparece duplicado en las hembras de los mamíferos,
22:08el cromosoma X.
22:15En el ser humano y en casi todos los mamíferos
22:18el sexo está determinado por los cromosomas X e Y.
22:21Las hembras poseen dos cromosomas X
22:24y los machos uno X y otro Y.
22:27El Y solo posee 100 genes
22:30frente a los 1.300 que atesora el X.
22:33Así que para equilibrar la balanza
22:36uno de los cromosomas de la hembra es inactivado
22:39al comienzo del desarrollo embrionario,
22:42un mecanismo epigenético conocido como compensación de dosis génica
22:45que contribuye a mantener en silencio a uno de los cromosomas X
22:48durante toda la vida de la hembra.
22:51La inactivación del cromosoma X es fundamental.
22:54Si uno de ellos no se inactiva durante el desarrollo de la hembra
22:57el embrión morirá enseguida.
23:00El equilibrio genético es primordial.
23:03Un exceso de expresión de los genes del cromosoma X
23:06conduce siempre a una muerte segura.
23:14En casi todas las hembras de los mamíferos,
23:17incluidos felinos y seres humanos,
23:20el equilibrio genético es imprescindible.
23:26Este fenómeno vital aporta mucha información
23:29sobre el funcionamiento de las células sanas
23:32y las células cancerosas.
23:37Por regla general,
23:40nuestras células duplican su dotación de ADN
23:43y se dividen en dos células iguales
23:46que ayudadas por unos mecanismos epigenéticos
23:49como el cromosoma X.
23:52Pero, ¿qué sucede cuando una célula pierde esta memoria?
23:55El investigador Ronan Saligné
23:58es un experto en ese campo.
24:03En estado normal,
24:06el cromosoma X inactivo
24:09ocupa una pequeña parte del núcleo de la célula.
24:12Pero su aspecto cambia en el cáncer de mama.
24:15En las células tumorales
24:18el cáncer de mama es más silencioso del cromosoma X inactivo.
24:21Este posee una estructura más relajada y mucho más densa.
24:24En las células cancerosas con los mecanismos epigenéticos alterados,
24:27en el cromosoma X inactivo
24:30se produce la reactivación de algunos genes
24:33que normalmente están apagados.
24:36Parece demostrado que la reactivación de determinados genes
24:39favorece el desarrollo de tumores.
24:42Un descubrimiento que abre nuevas vías
24:45para la lucha contra el cáncer.
24:51La epigenética es una rama de la biología
24:54muy prometedora en la lucha contra el cáncer
24:57porque las modificaciones epigenéticas son reversibles.
25:00Corregir una mutación genética es muy complicado.
25:03Pero las alteraciones epigenéticas
25:06pueden ser reprogramadas con ciertas moléculas.
25:09Hoy existen grandes esperanzas
25:12de que algunos cánceres puedan tratarse con medicamentos
25:15diseñados para influir en la maquinaria epigenética.
25:20Algunos fármacos epigenéticos ya están en fase de prueba.
25:25Pero los investigadores han descubierto que ciertos medicamentos
25:28que llevan años en el mercado
25:31ya actúan sobre los mecanismos epigenéticos.
25:36Un medicamento utilizado desde hace décadas
25:39ha resultado ser un fármaco epigenético.
25:42Hablamos de la adecitabina,
25:45indicada en el tratamiento del síndrome mielodisplásico,
25:48enfermedad de la sangre que puede desembocar en leucemia.
25:51Hace años se constató que dicho medicamento
25:54ralentizaba la progresión de la enfermedad.
25:57Es un ejemplo de fármaco epigenético utilizado con éxito.
26:00Sin embargo, es importante resaltar
26:03que aún no hemos llegado a comprender del todo
26:06el efecto epigenético de actuación de estos fármacos.
26:09Sabemos que algunos han demostrado su eficacia.
26:12El reto ahora es comprender cómo actúan.
26:18Los fármacos epigenéticos están abriendo nuevos caminos
26:21en la lucha contra el cáncer.
26:24La influencia de la epigenética en el desarrollo del organismo
26:27y en algunas enfermedades es cada vez más palpable.
26:31Pero si los genes se transmiten de una generación a otra,
26:34¿no podrían también transmitirse los mecanismos
26:37que alteran la expresión de esos genes?
26:55El tipo de información que se transmite a la gente
26:59a la siguiente generación sigue siendo un tema abierto.
27:02Sabemos que se transmiten rasgos físicos.
27:05Yo me parezco a mi padre y a mi madre.
27:08Y mi hijo y mi hija se parecen a mí.
27:11Pero, ¿qué más heredamos?
27:14Hemos investigado mucho el ADN.
27:17Principalmente porque con la tecnología actual
27:20resulta bastante fácil examinar una secuencia de ADN.
27:23Así que ahora lo que más nos interesa es conocer
27:26lo que se transmite junto a ese ADN, lo que viaja con él.
27:32Observar con mayor claridad los elementos de dicha transmisión
27:35es una difícil tarea en la que las plantas pueden ayudarnos.
27:44El genetista Vansant Collot lleva a cabo su investigación
27:47en una especie de la misma familia que la planta de la mostaza,
27:50la Arabidopsis thaliana.
27:57La Arabidopsis es una planta muy interesante para un genetista
28:00porque es muy prolífica
28:03y porque tiene un tiempo de desarrollo muy corto.
28:06Su ciclo vital en laboratorio puede completarse en dos meses.
28:09Y además tiene un genoma muy compacto.
28:17¿Puede la Arabidopsis transmitir a su descendencia cambios visibles
28:20como unas raíces de diferente longitud
28:24o una floración más o menos precoz sin alterar su ADN?
28:30Para averiguarlo, los investigadores provocaron
28:33modificaciones epigenéticas en una planta de esta especie.
28:39Después, efectuaron un cruce con un ejemplar salvaje.
28:43Y tras una serie de cruces sucesivos,
28:46examinaron con detenimiento a las siguientes generaciones.
28:54El análisis demostró que las modificaciones epigenéticas
28:57se transmitieron y permanecieron estables
29:00en al menos 16 generaciones.
29:05Dichas modificaciones estaban asociadas a cambios visibles
29:08como la longitud de las raíces o el periodo de floración.
29:14Por primera vez, unos científicos tenían la prueba
29:17de que algunas características pueden transmitirse
29:20a un número de generaciones sin haber alterado la secuencia de ADN.
29:27Hemos constatado que las variaciones epigenéticas
29:30transmisibles a través de generaciones
29:33tienen menor estabilidad que los cambios transmitidos
29:36por las secuencias de ADN.
29:39Estas larguísimas frases compuestas por las letras A, T, C y C
29:42se transmiten con una fidelidad extrema.
29:46Pero hemos comprobado que los estados epigenéticos
29:49son mucho menos estables.
29:52Su transmisión va a durar cierto número de generaciones,
29:55tal vez decenas o incluso varios cientos,
29:58pero no millones de generaciones.
30:08Este experimento ha demostrado que es posible
30:11la transmisión de ciertas marcas epigenéticas
30:14que modifican algunos aspectos de la planta.
30:17En este caso, las modificaciones fueron inducidas
30:20en el laboratorio de forma controlada.
30:24Pero, ¿qué sucede en la naturaleza?
30:30¿Algunos cambios podrían ser inducidos por el entorno?
30:33¿Por ejemplo, por una sequía?
30:36Es una gran incógnita.
30:39El medio ambiente influye en el funcionamiento de los genes,
30:42pero aún no sabemos hasta qué punto puede dictar cambios hereditarios
30:45que afecten a varias generaciones.
30:48¿El medio ambiente desempeña algún papel?
30:56Para intentar hallar la respuesta a esta pregunta,
30:59Van Sancoló y su equipo han instalado cientos de plantas
31:02genéticamente idénticas en las cintas mecánicas
31:05de un dispositivo único en el mundo,
31:08el fenoscopio.
31:16Gracias a este sistema de rotación mecánica,
31:19todas las plantas reciben la misma luz,
31:22lo que permite medir el impacto de las diferentes intensidades de riego.
31:30Estas son las preguntas que nos preocupan.
31:33¿Cuáles son las condiciones que provocan la aparición
31:36de variaciones epigenéticas?
31:39¿El medio ambiente es capaz de inducir este tipo de cambios?
31:43Y si es así, ¿los cambios que observemos serán tan estables
31:46como los que hemos conseguido en el laboratorio?
31:49¿A cuántas generaciones afectarán?
31:52¿Y hasta cuándo?
31:55Estas son las incógnitas que intentamos despejar
31:58gracias a este sistema único bautizado como fenoscopio.
32:01Los resultados de esta investigación permitirán dilucidar
32:04si algunos factores medioambientales,
32:07como la sequía,
32:10pueden influir en el genoma de la planta
32:13durante varias generaciones.
32:22¿Cómo afecta el medio ambiente al resto de las especies?
32:25¿Qué sabemos acerca de las especies?
32:29Hay muchas investigaciones abiertas para intentar conocer
32:32con exactitud qué tipo de información se hereda
32:35además de la genética.
32:38¿El entorno en el que vivimos afecta a los datos que transmitimos?
32:41Algunos investigadores piensan que su influencia es muy sutil,
32:44pero otros están convencidos de que su impacto es considerable.
32:48En el noroeste americano, un investigador está convencido
32:51de que el entorno de sempresa de la planta
32:54tiene una gran impacto en el cambio climático.
33:11Hay varias historias que nos ayudan a comprender
33:14un investigador está convencido de que el entorno desempeña un papel crucial
33:18en el funcionamiento de nuestro organismo
33:21y que deja huellas duraderas y transmisibles a través de mecanismos
33:24epigenéticos
33:27este especialista en biología de la reproducción
33:30llegó a la epigenética casi por accidente
33:33un error de manipulación le permitió estudiar los efectos de los pesticidas
33:37en varias generaciones de ratas
33:40muchos descubrimientos científicos no están planeados
33:44es lo que se conoce como serendipia, un hallazgo inesperado, una especie de
33:49golpe de suerte
33:50nosotros queríamos estudiar los efectos de un fungicida en ratas gestantes
33:55evaluar la forma en que éste afectaba a los fetos expuestos
34:00y analizar las secuelas que tendrían las crías a lo largo de su vida
34:06intentando profundizar en los efectos de los pesticidas
34:09el equipo de Skinner comenzó estudiando su impacto en la fertilidad
34:13de las ratas macho
34:15una pequeña dosis de estas sustancias fue inoculada a hembras en gestación
34:21las crías parecían normales
34:23pero al alcanzar la edad adulta los machos presentaron anomalías en el
34:27esperma que provocaron un descenso de la fertilidad
34:31en la siguiente generación en los nietos de las hembras inoculadas también
34:35apareció el mismo defecto
34:38los cruces continuaron hasta los bisnietos
34:43y entonces saltó la sorpresa
34:45los machos más jóvenes presentaban las mismas anomalías sin haber estado
34:49expuestos a los pesticidas
34:51ni por inyección
34:52ni en el útero materno
34:55además en cada generación
34:57se descubrieron modificaciones epigenéticas relacionadas con las
35:00anomalías del esperma
35:04el 90% de los machos presentaba anomalías en el esperma incluidos los
35:09de cuarta generación
35:11era un fenómeno que no seguía los cánones de la genética clásica
35:15así que continuamos investigando para demostrar que los factores
35:18epigenéticos pueden ser transmitidos durante varias generaciones
35:24ningún laboratorio ha efectuado un estudio similar ni obtenido los mismos
35:29resultados
35:34pero Skinner asegura haber demostrado que los pesticidas pueden crear anomalías
35:38no genéticas
35:39y sin embargo transmisibles
35:45para algunos se trata de un trabajo muy limitado con conclusiones precipitadas
35:50que tan sólo incitan a la polémica
35:53si lo que haces no suscita polémica es que no es importante
35:58con cambios sutiles que no alteren los conceptos aceptados nunca conseguirás
36:03un gran avance en el campo de la ciencia
36:06si todos los científicos trabajaran con una mente más abierta como intentó
36:10hacer yo se cuestionaría muchos dogmas considerados inamovibles
36:15pero la tendencia habitual es aceptar los dogmas y trabajar con ellos sin
36:19atreverse a cambiarlos
36:21para mí esa no es la mejor forma de hacer ciencia
36:27la inquietud de Michael Skinner es compartida hoy por muchos laboratorios
36:32en Zurich el equipo de Isabel Mansuy se ha adentrado en el campo de la
36:37herencia epigenética ligada al entorno intentando descubrir si el estrés es
36:42biológicamente transmisible
36:45hemos utilizado ratones para someter a prueba la hipótesis de que la
36:49exposición a un episodio de estrés traumático durante la infancia puede
36:54alterar los mecanismos epigenéticos de forma permanente
36:58y modificar el comportamiento durante la edad adulta
37:06las crías son separadas de la madre de forma repentina y en repetidas ocasiones
37:18hemos comprobado que la exposición a periodos de estrés crónico altera el
37:22comportamiento del ratón y modifica un determinado número de mecanismos
37:26epigenéticos en el cerebro
37:29y lo que es más importante dichas alteraciones son transmitidas a la
37:33segunda generación y también a la tercera
37:37los adultos que sufrieron estos episodios de estrés durante la infancia
37:41se muestran depresivos
37:43evalúan peor el peligro y se arriesgan más
37:48su desorden mental será transmitido a sus hijos e incluso a sus nietos
37:54lo que este experimento demuestra es que no todo reside en los genes
37:59el entorno, las condiciones medioambientales, los traumas de la
38:03infancia
38:04son factores muy importantes
38:06que pueden determinar nuestro comportamiento durante varias
38:09generaciones
38:18lo más apasionante de la epigenética son los beneficios que su conocimiento
38:23puede reportar al ser humano
38:25existen muchas enfermedades psiquiátricas como la depresión, la
38:29esquizofrenia, los desórdenes de la personalidad cuyas causas no se
38:32conocen
38:34y profundizar en los mecanismos epigenéticos podría permitirnos
38:38comprender mejor estas enfermedades
38:42aún es demasiado pronto para afirmar que la epigenética de hombres y ratones
38:47es comparable
38:58pero los trabajos de Mansu y Skinner parecen sugerir que el genoma estaría
39:02casi indefenso ante los ataques de su entorno
39:10y que éste dejaría marcas transmisibles durante varias generaciones
39:18unas conclusiones que causan polémica en la comunidad científica
39:23si fuésemos tan sensibles a los cambios epigenéticos inducidos por el
39:27medioambiente sería un auténtico desmadre
39:30las células cambiarían de identidad, tendríamos un montón de tumores, ni
39:35siquiera estaríamos vivos
39:48hasta qué punto somos permeables al medio ambiente
39:52y qué transmitimos a nuestros hijos
39:56la influencia de la epigenética choca con unos límites que acaban de ser
40:00descubiertos
40:05tras la fecundación las marcas epigenéticas aportadas por las células
40:09sexuales se borran en su mayor parte permitiendo una especie de puesta a cero
40:15para la nueva generación
40:21sin embargo la limpieza no es total
40:24algunas marcas permanecen
40:27pero cuáles y por qué?
40:29Wolf Reich y su equipo trabajan en Cambridge para desvelar este misterio
40:36es muy probable que la transmisión epigenética entre generaciones
40:41esté relacionada con el hecho de que el borrado de las marcas nunca es completo
40:46nos gustaría comprender cuál es el mecanismo que decide qué parte de la
40:50información se borra y qué parte no
40:53también nos gustaría averiguar
40:55si se puede modificar esa decisión
40:58teniendo en cuenta por ejemplo las condiciones medioambientales
41:02o la alimentación disponible
41:05existe algún resorte que podamos accionar
41:08que nos permita elegir entre borrar la información
41:11o transmitirla a las futuras generaciones
41:15es una cuestión apasionante
41:18el borrado selectivo se aprecia muy bien al observar en el microscopio grupos de
41:22células embrionarias muy precoces
41:26los núcleos en azul apenas contienen marcas epigenéticas
41:30las pocas marcas transmitidas por los padres que no han sido borradas
41:34aparecen en color violeta
41:37pero unos días después las células del embrión ya en un estado más avanzado
41:42contienen una constelación de nuevas marcas epigenéticas ligadas a su desarrollo
41:49llevamos diez años estudiando a fondo el proceso de borrado
41:53y cada vez lo encuentro más fascinante
41:56aún quedan muchas cuestiones por dilucidar
41:59por ejemplo consideramos muy probable que la alimentación influya en el epigenoma
42:05y que éste se vea afectado por lo que comemos
42:08por la situación y el clima del lugar en el que crecimos
42:11y por el medio ambiente en el que estamos inmersos
42:15y también por las penalidades que tuvieron que afrontar nuestros padres
42:20y por la composición de su dieta
42:29a pocos pasos del laboratorio de Wolf Reich
42:32un equipo de investigadores intenta clarificar
42:35si la alimentación es capaz de marcar el ADN
42:38y si el ADN afectado puede ser transmitido a las siguientes generaciones
42:53Ann Ferguson Smith
42:55estudia el impacto de la privación alimentaria en ratones gestantes
42:59en las crías y en su copiosa descendencia
43:05la desnutrición de la madre durante el embarazo
43:07tiene efectos importantes en las crías
43:10las hembras gestantes de nuestro experimento
43:12reciben la mitad de la dosis calórica habitual
43:15un recorte nutricional bastante severo
43:18las crías nacen más pequeñas de lo normal
43:21pero cuando se convierten en ratones adultos
43:24se vuelven gordos y diabéticos
43:27no asimilan con normalidad la glucosa ni la insulina
43:30lo que les hace padecer enfermedades muy similares
43:33a las que sufre el ser humano en la sociedad actual
43:36su materia grasa aumenta
43:39y la obesidad y la diabetes hacen su aparición
43:42sin embargo, si tras el nacimiento
43:45seguimos subalimentando a estos ratoncillos
43:48no padecen esas enfermedades, se mantienen sanos
43:52los ratones expuestos a privaciones alimentarias
43:55en el vientre materno
43:58parecen adaptarse a la escasez calórica
44:01y así, cuando crecen en un entorno
44:04en el que abunda la comida
44:07son presa fácil de la diabetes y la obesidad
44:13los nietos de las madres que iniciaron el experimento
44:16presentan los mismos síntomas
44:21¿cuántas generaciones podrían verse afectadas por estas enfermedades?
44:26la investigación con ratones continúa
44:33pero, ¿y en nuestro caso?
44:36¿influirá la alimentación de la misma manera?
44:41no podemos realizar este tipo de experimentos con humanos
44:44pero a lo largo de la historia
44:47ha habido momentos en los que un gran número de mujeres embarazadas
44:50ha debido enfrentarse a situaciones y penalidades semejantes
44:55como sucedió durante la hambruna holandesa de la segunda guerra mundial
45:00durante el invierno de 1944-1945
45:03los nazis bloquearon el suministro de alimentos
45:06a la población de la Holanda ocupada
45:09como castigo por su apoyo a los aliados
45:12un episodio atroz que ha proporcionado valiosos datos
45:15a los investigadores
45:18estas imágenes conmovedoras
45:21muestran las duras pruebas que tuvieron que vivir las mujeres embarazadas
45:24durante aquel periodo de privación
45:27la salud de sus hijos
45:30ha sido objeto de un minucioso estudio
45:33y los resultados muestran que estos
45:36son más propensos a sufrir enfermedades como la diabetes y la obesidad
45:39a padecer trastornos neurológicos
45:42como depresión y esquizofrenia
45:46el seguimiento de los nietos ha mostrado que estos
45:49en la edad adulta también sufren una obesidad superior a la media
45:52lo que demuestra que las condiciones del entorno
45:55afectan al menos a dos generaciones
46:02las investigaciones sobre el impacto del medio ambiente en el genoma
46:05no han hecho más que empezar
46:08aún quedan muchos misterios por resolver
46:11la genética es fascinante
46:14es el mecanismo de transmisión más importante y poderoso
46:17lo que permite transferir las características
46:20de un individuo a sus descendientes
46:23pero hoy sabemos que hay algo más
46:26algo que tiene un gran impacto en la salud y el bienestar
46:29y que puede ser heredado por la siguiente generación
46:32a mí me apasiona intentar comprender
46:35cómo funcionan estos mecanismos no genéticos
46:38cuyos efectos pueden prolongarse durante varias generaciones
46:44lo que más me apasiona de la epigenética es que
46:47aporta muchos matices para interpretar
46:50un genoma que considerábamos estático
46:53nos permite examinar las marcas que deja el medio ambiente
46:56esas marcas cinceladas en el transcurso
46:59de cada historia personal
47:02en el comportamiento del genoma
47:05y lo que más me gusta de todo
47:08es que sus efectos son reversibles
47:11que no hay nada inamovible
47:14es una ciencia que amplía el campo de la genética
47:17no todo se transmite de forma inmutable
47:20en la información que se hereda hay muchos datos transitorios
47:23que acompañan a aquellos grabados en piedra
47:26pues bien, la epigenética ocupa una gran parte de eso
47:29que no está grabado en mármol
47:32las investigaciones sobre la epigenética
47:35están en plena ebullición
47:38pero harán falta muchos más años
47:41para interpretar todos los tonos
47:44de una partitura tan prolija