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Un modelo matemático simula el efecto de los genes en el desarrollo de los organismos

Un trabajo internacional en el que han participado investigadores de la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB) y de la Universidad de Helsinki (Finlandia) han desarrollado un modelo matemático capaz de describir, con más precisión y realismo que nunca, la acción de los genes sobre el organización de las células y, por tanto, sobre la morfología de todo el organismo. La investigación se ha publicado en la revista 'Nature'.

Redacción | 12 de marzo de 2010

El modelo desarrollado describe cómo un grupo de células idénticas se organizan para formar una estructura compleja tridimensional, cómo se producen las diferencias entre individuos a partir de pequeños cambios genéticos y cuáles son las interacciones entre genes responsables de estas diferencias.

Aunque en los últimos años la genómica ha producido un aumento dramático en la cantidad de información sobre los genes, aún no se entiende cuál es la relación entre los genes y las características de los organismos (lo que generalmente se llama la relación genotipo-fenotipo). En otras palabras, no se entiende cómo los genes producen el cuerpo.

El trabajo presentado no sólo se ha centrado en la información funcional, sino también en integrar información experimental a partir de interacciones entre muchos genes durante el desarrollo embrionario, momento en el que se determinan las características fenotípicas del organismo.

En concreto, Isaac Salazar Ciudad, del Departamento de Genética y de Microbiología de la UAB, con Jukka Jernvall, de la Universidad de Helsinki, han presentado un modelo matemático que integra todas las interacciones conocidas en el desarrollo de los dientes de una población de focas de Rusia. Este nuevo modelo presenta diferencias con otros modelos matemáticos que han tratado de establecer relaciones genotipo-fenotipo: aumenta el realismo biológico con el que se consideran las interacciones entre genes y células, incrementa la precisión de las predicciones, es un modelo capaz de explicar cómo cambia la morfología de un diente cuando se cambia algún gen y, por último, es una herramienta capaz de reproducir, mediante pequeños cambios en los genes, las diferencias (en cuanto a la morfología de los dientes) entre individuos de una población.

Con una cantidad tan elevada de información, el próximo paso es entender cómo esta información se traduce en una comprensión más precisa del fenotipo. También abre la puerta al estudio de la evolución humana, siempre explicada en base a la competencia a lo largo del tiempo entre individuos adaptados de forma diferente al medio. En este sentido, el estudio ayuda a entender una posible evolución a partir del 'juego' entre la variación morfológica posible (en cada generación) y la selección natural (en cada generación).

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