La transferencia de genes recombinantes a estos organismos (transgénesis), dirigidos para que se
expresen en ciertos tejidos por medio de promotores específicos, permite generar proteínas recombinantes valiosas para la medicina y la agricultura. Se han producido ovejas transgénicas que secretan alfa-anti-tripsina (utilizada en el tratamiento del enfisema) y factor de coagulación IX (para la hemofilia) directamente a través de la leche, así como cabras que secretan anticuerpos monoclonales humanos. Para construir a estos animales transgénicos, se microinyectan huevos no fertilizados
-zigotos- con genes recombinantes que se integran aleatoriamente a los cromosomas del huésped en regiones no predecibles. La expresión de los genes transferidos (transgenes) depende de la función de los sitios de integración. El mecanismo mediante el cual se integran los transgenes a los cromosomas aún se ignora. En nuestro laboratorio hemos usado la transgénesis para investigar las peculiaridades estructurales de las zonas de integración en el genoma.
Los genes se introducen a las células
por medio de fagos (virus), y hemos demostrado que los sitios de integración están altamente enriquecidos con secuencias repetitivas inversas del gene incorporado al fago. Recientemente se ha probado en varios laboratorios un método para transferir genes dirigidos hacia un cierto blanco. Consiste en introducir los genes a las células del tronco embrionario y después inyectarlas a un blastocisto para obtener ratones quiméricos (en los que sólo algunas células portan el gene transferido).
Después se cruzan los animales quiméricos y se obtienen ratones transformados con el gene dirigido en todas las células. Más de 400 líneas de ratones se han producido en esta forma, cada una con un gene dirigido. Estos ratones son muy útiles como modelos de enfermedades hereditarias.
La eficiencia de las biotecnologías basadas en la transgénesis puede mejorar significativamente al combinarlas con la manipulación a nivel embrionario, lo que aumentaría la variedad de especies transgénicas.
Uno de los métodos más eficientes de manipulación es la separación de los embriones para producir dos animales genéticamente idénticos a partir del mismo embrión.
Estamos aplicando este método a embriones de reses para producir gemelos monocigóticos a partir de embriones separados (Figura).
Como regla, en los experimentos de transgénesis se han usado genes individuales que controlan un rasgo específico de un tejido o de una etapa. Los genes domésticos ("housekeeping"), que son
los que controlan los procesos metabólicos básicos, se han usado muy rara vez. Entre estos genes están los que controlan la síntesis de aminoácidos y que son de particular interés, ya que los animales carecen de genes y de sistemas bioquímicos para sintetizar los aminoácidos esenciales. El desarrollo de animales transgénicos que puedan sintetizar estos aminoácidos es muy atractivo. Además de lo que puede significar para la investigación básica, estos animales podrían ser de alto valor
biotecnológico, ya que los aminoácidos que se encuentran en las proteínas del cereal tienen una concentración molar más baja que la que se requiere para que los animales los puedan utilizar eficientemente. Por esta razón, se complementa actualmente la dieta de los animales con lisina y treonina producidas industrialmente (3.5 kg de lisina y 1.8 kg de treonina por tonelada de proteína).
Hemos iniciado un proyecto con el fin de transferir los genes de E. coli que codifican para treonina a
animales de laboratorio (ratones) y de granja (cerdos). La biosíntesis de treonina está controlada por 5 genes que se expresan coordinadamente en E. coli. La transferencia de este elaborado camino metabólico, por lo pronto, es imposible. Buscando superar las dificultades encontramos que, aunque existe el concepto generalizado de que los animales no poseen componentes del camino metabólico de la treonina, uno de los productos clave intermedios del sistema, la homoserina, sí existe en células
humanas y animales.
Para convertir la homoserina en treonina sólo se necesitan dos enzimas, la homoserina quinasa y la treonina sintetasa, codificadas por los dos últimos genes del operón de treonina de E. coli.
Construimos plásmidos recombinantes que contienen estos genes y promotores eucariontes y los probamos en E. coli y en cultivos de células de mamífero, y demostramos que los genes sí están activos en estas células. Actualmente, estamos planeando experimentos para transferir estos
genes a animales.
Traducción a cargo de la bióloga Isabel Pérez Montfort – Departamento de Traducciones y Edición de Textos Científicos - UNAM
Autor: K. G. Gasaryan
Fuente: Instituto de Investigaciones Biomédicas - UNAM (Universidad Nacional de México)
