Ciencia

Cosmo, el ternero CRISPR que pretende revolucionar la industria cárnica

Un repaso a la determinación genética del sexo

En el colegio siempre nos han enseñado que los chicos son XY y las chicas son XX, pero, ¿y si esto no fuese del todo cierto? Vamos a hacer un repasillo a la determinación genética del sexo.

Los mamíferos tenemos dos tipos de cromosomas: los autosomas, y los cromosomas sexuales. Los humanos tenemos 44 autosomas, en parejas homólogas (los dos cromosomas son iguales, aunque heredamos uno de nuestro padre y uno de nuestra madre) nombradas del 1 al 22 según su tamaño, y una pareja de cromosomas sexuales, haciendo un total de 46 cromosomas. Pero los cromosomas sexuales son distintos: el cromosoma X es mucho más grande y tiene un gran número de genes codificantes, mientras que el cromosoma Y es mucho más pequeño y cuenta con pocos genes codificantes. Sin embargo, este chiquitín juega un papel fundamental en la determinación genética del sexo.

Cariotipo humano.
Fuente: National Human Genome Research Institute

Pero, ¿por qué? ¿Qué tiene de especial el cromosoma Y para marcar la diferencia entre machos y hembras?

La respuesta a esta pregunta es el gen SRY. Este gen es un factor de transcripción, un gen maestro que, como el director de una orquesta, indica qué genes se deben o no expresar, en qué medida, y cuándo.

En los mamíferos el desarrollo está dirigido, por defecto, hacia hembra, a no ser que el cromosoma Y (en realidad el gen SRY) tome la batuta y dirija el desarrollo hacia macho. Así, cuando el gen SRY se activa se produce una cascada de genes de otros cromosomas (por ejemplo el gen SOX9, situado en el cromosoma 17, que actúa a su vez como factor de transcripción) que harán que el embrión se desarrolle como macho.

Pero la biología es caprichosa, y las cosas no siempre funcionan como deberían. Puede ocurrir que el gen SRY esté mutado y no funcione correctamente, o incluso se haya eliminado (lo que llamamos deleción). Entonces, aunque nuestros cromosomas sean XY, nos vamos a desarrollar como hembra.

Por otro lado, puede ocurrir lo contrario: que el gen SRY haya dado un salto a otro cromosoma (lo que se llama traslocación) y lo hayamos heredado dentro de un autosoma. Así, aunque nuestros cromosomas sexuales sean XX, al tener el gen SRY, nos desarrollaremos como macho.

Esto es precisamente lo que han querido hacer la Dra. Alison Van Eenennam y su equipo de la Universidad de California en Davis: crear terneros macho con el gen SRY fuera del cromosoma Y. Para ello introdujeron, mediante CRISPR (una técnica de edición genética muy precisa) y recombinación homóloga, una copia del gen SRY en el cromosoma 17 (en una zona del genoma en la que no interrumpieran ningún otro gen, denominada locus H11).

Además, acompañaron al gen SRY con una copia del gen GFP, un gen procedente de la medusa  Aequorea victoria que produce una proteína verde fluorescente. Esta proteína reportera permite seleccionar los embriones en los que el experimento ha salido bien ¡porque brillan!

Realizaron el experimento con 200 embriones (zigotos) de vaca, a los que trataron de introducir mediante microinyección la construcción con los genes SRY+GFP. De esos 200 zigotos microinyectados sólo 22 eran viables (se desarrollaron hasta blastocisto), de los cuales nueve eran verdes (habían incorporado los genes en su genoma). Implantaron estos nueve embriones en vacas gestantes, y sólo uno llegó a término: Cosmo.

El ternero Cosmo.
Fuente: Universidad de California Davis

Cosmo se desarrolló y nació con normalidad, pero al hacer un análisis de células de la placenta, sangre, y piel de Cosmo descubrieron que sufría de mosaicismo*. Cosmo había incorporado la construcción SRY+GFP en su genoma ¡de tres formas distintas! Encontraron células que habían incorporado una copia de SRY+GFP, células con siete copias, y células que habían incorporado 26 pares de bases “de más”. Cosmo era todo un “popurrí” genético.

*[El mosaicismo es un fenómeno que ocurre con frecuencia y a lo que los científicos que trabajan con CRISPR están acostumbrados. Aunque CRISPR es una técnica muy precisa (permite elegir el sitio exacto del genoma sobre el que quieres actuar) la inserción de los transgenes no es perfecta, y puede producir algunos efectos inesperados con consecuencias indeseables. Aun así, CRISPR es una técnica muy útil y prometedora, en constante evolución.]

Cosmo es el resultado de un set de experimentos que buscaban aumentar la proporción de machos en la descendencia, que normalmente es de un 50%. Si el equipo de la Dra. Van Eenennam hubieran introducido el gen SRY en el cromosoma X de Cosmo (cosa que intentaron sin éxito) toda la descendencia de serían machos. Sin embargo, al haberlo introducido en el cromosoma 17, la proporción de machos será del 75% (aquellos que sean XY, y los que sean XX pero hayan heredado el cromosoma 17+SRY)

¿Pero tanto revuelo en conseguir terneros machos para qué? La finalidad de estos experimentos está orientada a la revolución de la producción de carne, ya que los machos son un 15% más eficientes en la transformación de la energía en carne que las hembras.

Aunque ni Cosmo ni sus descendientes están destinados (por el momento) al consumo humano, si esto quisiese hacerse realidad aún faltaría mucho tiempo para que pudiésemos pedir una hamburguesa de Cosmo, ya que la regulación de los organismos modificados genéticamente para el consumo humano es muy estricta (tanto a nivel mundial como europeo). Para hacernos una idea, los salmones AquAdvantage (salmones modificados genéticamente para crecer más rápido), desarrollados durante los años 80 por la empresa AquaBounty, no han sido comercializados hasta 2013-2015 (en EEUU y Canadá, no estando permitidos en la Unión Europea), por lo que han pasado más de 30 años hasta que han llegado a los consumidores.

La historia de Cosmo aún no ha terminado. Y es que aún queda un largo camino científico por recorrer, con numerosas preguntas que responder. ¿Tendrá la transgénesis algún efecto a largo plazo sobre Cosmo? ¿Será la descendencia mayoritariamente masculina como se espera? ¿Habrá alguna diferencia entre machos XX+SRY y machos XY? ¿Y con los machos XY+SRY?

La Dra. Van Eenennam y su equipo tras el nacimiento de Cosmo
Fuente: Universidad de California Davis

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