Cuando el ADN se daña y no se repara, surge una mutación, un cambio en la secuencia genética. Hasta ahora se creía que las mutaciones eran aleatorias pero los resultados de un estudio realizado por un equipo internacional de científicos han puesto en cuestión esta teoría evolutiva.

La investigación, liderada por la Universidad de California, Davis, y el Instituto Max Planck de Biología del Desarrollo en Alemania, cambia radicalmente la comprensión de la evolución y en el futuro podría servir para producir mejores cultivos e incluso a combatir el cáncer, sostienen los autores.

“Siempre pensamos que la mutación era básicamente aleatoria en todo el genoma, pero resulta que es muy poco aleatoria” y que es así en beneficio de la planta, asegura Gray Monroe, investigador de la UC Davis y autor principal del artículo.

Años secuenciando el ADN de cientos de berro de thale
Para hacer el estudio, cuyos resultados se publicaron este miércoles (12.01.2022) en Nature, los investigadores estuvieron tres años secuenciando el ADN de cientos de Arabidopsis thaliana, o berro de thale, una pequeña planta con flores que se usa como modelo porque su genoma es relativamente pequeño (de unos 120 millones de pares de bases, frente a los 3.000 millones de pares de los humanos).

Los investigadores del Max Planck cultivaron las plantas en un laboratorio protegido, para conseguir que las plantas con defectos que probablemente no hubieran prosperado en la naturaleza pudieran sobrevivir.

Patrón no aleatorio
Al secuenciarlas observaron más de un millón de mutaciones que, en contra de lo esperado, seguían un patrón no aleatorio.

“A primera vista, lo que encontramos parecía contradecir la teoría establecida de que las mutaciones iniciales son completamente aleatorias y que solo la selección natural determina qué mutaciones se observan en los organismos”, detalla Detlef Weigel, director científico del Instituto Max Planck y autor principal del estudio.

En lugar de la aleatoriedad, encontraron parches del genoma con bajas tasas de mutación que contenían una representación excesiva de genes esenciales, como los involucrados en el crecimiento celular y la expresión génica.

“Estas son las regiones realmente importantes del genoma”, apunta Monroe, las áreas que son biológicamente más importantes y que están “más protegidas de la mutación”.

También son las áreas más sensibles a los efectos nocivos de nuevas mutaciones y donde “la reparación del daño en el ADN parece, por lo tanto, ser particularmente efectiva”, puntualiza Weigel.

Predecir si un gen muta
Los científicos descubrieron que la forma en que el ADN se envolvía alrededor de diferentes tipos de proteínas ayudaba a predecir si un gen mutaría o no. “Significa que podemos predecir qué genes tienen más probabilidades de mutar que otros y nos da una buena idea de lo que está pasando”, según Weigel.

Los hallazgos suponen un giro sorprendente a la teoría de la evolución por selección natural de Charles Darwin porque revela que la planta ha evolucionado para proteger sus genes de la mutación para asegurar la supervivencia.

Saber por qué algunas regiones del genoma mutan más que otras podrían ayudar a desarrollar mejores cultivos y nuevos tratamientos para enfermedades causadas por mutaciones, como el cáncer.

FEW (EFE, Nature)