Rodrigo Gacel Arzate, Premio Weizmann 2021

Por las aportaciones hechas en su tesis doctoral sobre la estructura tridimensional del genoma, Rodrigo Gacel Arzate Mejía, egresado del programa de Doctorado en Ciencias Biomédicas del Instituto de Fisiología Celular (IFC), obtuvo el Premio Weizmann 2021 en el área de ciencias naturales.

Este reconocimiento lo otorgan conjuntamente la Academia Mexicana de Ciencias y la Asociación Mexicana de Amigos del Instituto Weizmann de Ciencias.

En la investigación titulada “Mecanismos moleculares involucrados en la organización tridimensional del genoma en Drosophila melanogaster”, dirigida por Félix Recillas Targa, del IFC, el galardonado estudió la regulación del gen denominado Notch, el cual es esencial para el desarrollo embrionario y la supervivencia de las células de insectos y mamíferos.

Utilizó como modelo células de la mosca de la fruta (Drosophila melanogaster) con el objetivo de comprender los mecanismos por los cuales se organiza el genoma en un espacio tridimensional al interior del núcleo celular.

“En el laboratorio de Félix Recillas tratamos de entender molecularmente qué hacen las células para controlar la actividad de los genes. Los humanos tenemos diversos tipos de células y todas son muy diferentes tanto en sus formas como en sus funciones, lo que tienen en común es su material genético, es decir, todas poseen la misma cantidad de genes”, comentó Arzate.

El genoma, abundó, contiene muchas instrucciones que controlan la actividad de los genes y éstas deben ser leídas en tiempo y en forma. Por ejemplo, hay genes que no deben encenderse si no hay razón para ello. Muchas de estas instrucciones y los genes que regulan están separadas en el espacio tridimensional del núcleo, como si fueran habitaciones, que les aíslan de otros genes e instrucciones cercanas por una especie de paredes. Y nosotros queríamos entender molecularmente cómo se logra aislar a los genes, cómo se forman esas “habitaciones” y qué pasa cuando afectas ese aislamiento, es decir, qué ocurre si deconstruimos la habitación.

“Nosotros observamos que Notch estaba aislado en lo que conocemos como un dominio tipológico o TAD, es decir, en una de estas habitaciones genómicas y planteamos la hipótesis de que su organización 3D debía servir para regular la actividad del gen Notch. Para averiguarlo, con unas tijeras moleculares tiré o corté una de esas paredes, para hacer una microcirugía del ADN, quitar una parte y saber si al hacerlo se perdía una estructura y se empezaba a transmitir algún tipo de comunicación o simplemente no pasaba nada”, indicó.

Lo que se demostró es que al hacer estas microcirugías en el genoma no sólo se afectan los dominios topológicos de Notch y la actividad del gen, sino igual repercutió en la regulación de los otros genes aledaños porque al hacer una abertura en las paredes empiezan a transferir información, lo cual no siempre es bueno porque puede comprometer de manera importante la función de las células, precisó el egresado de la carrera de Ciencias Genómicas de la UNAM.

“Entonces hoy sabemos que si alteramos la información genética que permite que el ADN se pliegue, afectamos su capacidad de regularse”, subrayó.

También, que este tipo de estructuras tienden a estar mutadas en diferentes tipos de enfermedades. Hay pacientes que tienen malformaciones en sus extremidades y esto se debe a que en algún momento de la gestación se rompieron esas bases de las asas y los genes que tenían que estar completamente aislados empezaron a tener una comunicación específica con otros y alteraron el sistema de instrucciones, y es cuando se dan ese tipo de mutaciones, explicó.

Arzate Mejía dijo que hacer la tesis doctoral implica el final de un largo camino al que por lo regular ya se llega cansado y “yo tenía la idea de hacer algo muy personal y poco convencional, incluso yo mismo hice las imágenes porque quería que realmente en ellas se plasmaran mis ideas. Presenté el examen de grado un día antes de que la Universidad suspendiera actividades presenciales por la pandemia, y sí fue estresante hacerlo en esas circunstancias, pero al final y con la ayuda de todos mis sinodales lo logramos y el producto fue un buen trabajo”.

Actualmente realiza una estancia posdoctoral en el Laboratorio de Neuro- Epigenética del Instituto de Investigación del Cerebro, en la Universidad de Zúrich y del Instituto de Neurociencias del Tecnológico de Zúrich.