Ciudad de México.- Por primera vez, la ciencia ha obtenido la secuencia completa y la disposición tridimensional del ADN de un animal extinto, y no ha sido a través de un mosquito preservado en ámbar, como imaginaba la ciencia ficción.

Lo consiguieron gracias a un pedazo de piel de la oreja de un mamut lanudo muerto hace 52 mil años, que el permafrost siberiano mantuvo en un estado similar al de la cecina o las lonchas de jamón serrano. Un espécimen extraordinariamente bien conservado al que han apodado "Chris Waddle", por el futbolista inglés que lucía un corte estilo mullet.

"Tenía unos bucles muy bonitos (el mamut)", dice en entrevista remota, entre risas, la bióloga molecular especializada en genómica Cynthia Pérez Estrada, coautora principal de un artículo publicado hace unos días en la revista científica Cell donde se detalla esta importante investigación internacional.

"Logramos hacer algo que nunca pensamos que iba a ser posible", destaca, por su parte, Marcela Sandoval-Velasco, bióloga molecular y evolutiva especializada en paleogenómica -recuperación y análisis de material genético del pasado-, también coautora de la publicación firmada por 56 investigadores de diferentes partes del mundo.

Pérez Estrada (Guanajuato, 1977) y Sandoval-Velasco (Morelia, 1988) son las únicas mexicanas participantes en este proyecto que comenzó en 2015. Sin conocerse, y cada una desde su respectivo centro de investigación en países diferentes, ambas buscaban la forma de rescatar la información genética en muestras de baja calidad o en mal estado debido a su antigüedad.

Las expertas comparan esta labor con la reconstrucción de un libro del cual apenas se tienen algunas páginas sueltas o con el texto borrado, pues el ADN, al ser una molécula orgánica, se va degradando. De ahí que los fragmentos típicos de ADN antiguo rara vez superen la extensión de 100 pares de bases, o 100 letras de código genético, cuando la secuencia completa de un organismo a menudo es de miles de millones de letras.

"(Nosotros) encontramos absolutamente todo el libro, cada página en su lugar, perfectamente conservado", subraya Pérez Estrada, también doctora en neurociencias e investigadora invitada del Baylor College of Medicine, en Houston, precisando además que no se trata de un "tomo" lineal, sino con una estructura en tres dimensiones.

"El genoma mide 2 metros; todas estas letritas que tenemos en nuestros núcleos celulares, si las extiendes de un lado a otro, miden 2 metros. Pero tiene que doblarse muy compactamente, y en unos dobleces muy finitos, para poder caber en ese núcleo celular que mide 10 micrómetros nada más, que es más chiquito que la punta de un cabello (...) El genoma no es lineal, sino que tiene una estructura tridimensional".

Así, el gran hallazgo que el grupo internacional finalmente dio a conocer estriba en que en esa muestra tomada de la oreja de Chris Waddle -que en realidad era hembra- la disposición tridimensional de los fragmentos de ADN permaneció intacta durante decenas de milenios, lo que preservó la estructura del "cromosoma fósil" completo.

"Pudimos recuperar ya no sólo la secuencia, sino la estructura tridimensional", refrenda Sandoval-Velasco, hace poco incorporada como investigadora titular del Centro de Ciencias Genómicas (CCG) de la UNAM, pero que realizaba una estancia postdoctoral en la Universidad de Copenhague, en Dinamarca, cuando participó en esta larga investigación.

"Este hallazgo revoluciona muchísimo este campo de la paleogenómica ya que nunca se había logrado recuperar ese tipo de información tridimensional de organismos o de muestras antiguas, y hacer las inferencias que logramos hacer", agrega. "Esa estructura tridimensional también confiere características al mismo genoma y, sobre todo, tiene mucha importancia y mucho que ver con la regulación de los mismos genes".

Por ejemplo, entre lo que los expertos lograron identificar a partir de dicho descubrimiento está que la titánica especie a la que perteneció Chris Waddle poseía una estructura con 28 pares de cromosomas, tal como sus parientes vivos más cercanos, los elefantes modernos. Y también la respuesta a qué los hacía ser lanudos.

"Pudimos identificar algunos genes que, específicamente, tienen que ver con la regulación del crecimiento folicular", explica Sandoval-Velasco. "También encontramos algunos genes relacionados con inmunidad, lo cual nos permite empezar a entender procesos de adaptación al ambiente".

En Houston, Pérez Estrada estuvo en el equipo de Erez Lieberman Aiden, coinventor de la tecnología Hi-C, método para estudiar la arquitectura tridimensional de los genomas pero que sólo se había implementado en tejido perfectamente preservado.

En su intento por recuperar la información genética de las muestras degradadas, la científica emprendió atrevidos experimentos ya fuera con los huesos del pavo de la cena de Acción de Gracias o con un ratón atropellado, como ella misma lo relata, divertida; "lo que esto me enseñó es que de verdad había información del genoma en tres dimensiones en estas muestras tan degradadas".

Y cuando conoció a Sandoval-Velasco, parte del grupo de Thomas Gilbert en Copenhague, donde también trabajaban con la metodología Hi-C, ambas hicieron pruebas con fragmentos de varios especímenes preservados de distintas maneras en el Museo de Historia Natural de Dinamarca; "y todo, de verdad que casi todo, fracasaba", rememora.

"Pero con todos estos fracasos nos dimos cuenta de que había una probabilidad de que (nuestro planteamiento) pudiese funcionar si encontrábamos el material adecuado, si la muestra hubiera estado preservada", precisa Pérez Estrada.

"Entonces, fue la combinación del desarrollo de una nueva metodología experimental aplicada para este tipo de muestras antiguas, con también haber encontrado una muestra óptima, lo que nos permitió recuperar esta estructura tridimensional y los cromosomas del mamut", remarca Sandoval-Velasco.

Misterio de la física, ¡out!

Lo descubierto en los restos del mamut encontrado en 2018 por el sueco Love Dalén, en un sitio cerca de del remoto pueblo ruso Belaya Gora, implicaba un complejo enigma: "¿Cómo podrían los fragmentos de ADN de cromosomas antiguos sobrevivir durante 52 mil años con su estructura tridimensional intacta?".

Para las y los científicos, esto representaba un misterio de la física; de acuerdo con el propio Albert Einstein y su cálculo de la velocidad a la que tienden a moverse las pequeñas partículas -como podrían ser fragmentos de ADN- a través de una sustancia, no debería de existir algo así.

"Y, sin embargo, aquí están", destacó en una nota de prensa la investigadora Olga Dudchenko, también coautora de la publicación en Cell y parte del grupo científico de Houston, donde los trabajos para explicar este hecho apuntaron a que los cromosomas fósiles estaban en un estado especial que se asemeja mucho al de las moléculas en el vidrio.

"La explicación del estado de preservación no es algo único, es similar a la preservación de la cecina o de la carne seca u otros tipos de comida, como el jamón serrano, que se preservan en estas condiciones como de cristalización", reitera Sandoval-Velasco.

"Las moléculas se preservan en estos estados vitrosos, de cristalización, en que no hay difusión de las moléculas, sino que están más bien encerradas".

Para comprobar que los fósiles de cromosomas habían quedado atrapados dentro de un trozo de carne seca de mamut liofilizada, vinieron más experimentos atrevidos, como tomar carne seca de ternera y dispararle con una escopeta, pasarle encima con un coche, e incluso hacer que Ron Mathis, ex lanzador de los Astros de Houston, le tirara bolas rápidas.

Así, mientras la carne quedaba hecha añicos como un cristal, a nanoescala los cromosomas permanecían intactos, sin cambios. He ahí la razón de la conservación de 52 mil años en la piel del lanudo Chris Waddle.

"Los cromosomas antiguos, en circunstancias normales, no deberían de existir, pero en este caso, porque se mantuvieron en un sistema tan estable, se quedan simplemente ahí. Y nosotros, por suerte, pudimos encontrarlas", celebra Pérez-Estrada.

"Y te da muchísima emoción pensar en la idea de que tal vez en el mundo haya otras muestras de otras especies que nos permitan obtener exactamente la misma información que pudimos obtener de este mamut".

En ello radica también el gran valor de esta investigación, al presentar a los cromosomas fósiles como una herramienta inédita para estudiar la historia de la vida en la Tierra. Cada colección de muestras antiguas se vuelve, así, un universo de posibilidades antes inaccesible.

"Creo que ahora la publicación de este artículo abre la puerta a que empecemos a buscar en organismos y en muestras que incluso ya hayamos analizado, pero empecemos a buscar si existe esta estructura tridimensional", considera Pérez-Estrada, quien no descarta que incluso los restos de mamut hallados en Santa Lucía, en México, puedan ser objeto de estudio.

¿Un Mamut Park?, posibilidad lejana

En el imaginario colectivo, quizás resulte difícil hablar del material genético de un mamut perfectamente preservado y no pensar en ese distópico parque de atracciones de dinosaurios creados con ingeniería genética que plasmó Steven Spielberg.

Así como Michael Crichton, autor de la novela en que se basa la icónica Jurassic Park, imaginó que con el ADN recuperado de unos mosquitos prehistóricos se podía regresar a los dinosaurios a la vida, ¿qué tan probable es lograr algo así a partir del primer cromosoma completo de un mamut lanudo que vivió hace más de 52 mil años en Siberia?

"Es una pregunta que claro que causa fascinación", reconoce Pérez Estrada, descartando al instante que su meta fuera sacar de la extinción a esta especie, tal como algunas compañías están intentando y con las que no hay relación alguna.

"Claro, (esta investigación) sí puede traernos un paso más cerca para poder entender cómo debería de ser el genoma de un mamut si es que funcionase una de esas estrategias que se están probando. Pero, a ciencia cierta, es un proyecto muy, muy difícil, porque hay muchos problemas para resolver antes de que pudiese crearse un genoma de mamut de nuevo", recalca.

A decir suyo, tal esfuerzo requiere todavía de muchas otras tecnologías más allá de sólo tener el genoma entero de un mamut.

"Entonces, creo que aunque sí puede que (el estudio que hicimos) nos avance un poco hacia esa meta, estamos un poquito lejos todavía de ahí", indica. "No digo que sea imposible, no lo sé".

Tres instituciones lideraron este hito científico: El Centro Nacional de Análisis Genómico (CNAG) y el Centro de Regulación Genómica, ambos en Barcelona, España; el Baylor College of Medicine, en Houston, Texas, y la Universidad de Copenhague, en Dinamarca.