Recientemente, un lector nos envió un correo preguntando cómo responder al argumento de que algunos retrovirus endógenos (ERVs) parecen corresponderse con la filogenia estándar de los primates superiores, lo que daría soporte a la descendencia común. Se cree que los retrovirus endógenos son secuencias basura parásitas en nuestro genoma que han derivado de ADN vírico. Los evolucionistas los citan con frecuencia como supuesta evidencia de descendencia común. El lector preguntaba cuántos ERVs son compartidos entre humanos y simios
Esas son buenas preguntas. Los ERVs son un favorito de los defensores del darwinismo —hasta tal punto que una activista particularmente combativa, Abbie Smith, bautizó su popular blog de ciencia con esta apelación: «ERV».
Como respuesta, le sugerí que, al analizar la descendencia común, está comenzando a parecer que la cantidad de ERVs compartidos por humanos y chimpancés no es una cuestión muy importante. Una suposición en esta cuestión (y en los argumentos de los que defienden la descendencia común) es que los ERVs son una especie de ADN «basura» sin función. Así, si simios y humanos comparten ERVs en la misma posición en nuestros genomas, esto contaría aparentemente como prueba de descendencia común. Pero, ¿y qué sucede si los ERVs no son basura? ¿Qué sucede si son un tipo de ADN funcional? En tal caso, los ERVs compartidos podrían explicarse fácilmente como componentes de un diseño común en lugar de por descendencia común, y ya no podrían usarse como un argumento especial en favor de una descendencia común.
De hecho, hay claras pruebas de que los ERVs como clase de ADN son funcionales. Un artículo en 2013 en PLOS Genetics que usaba datos de ENCODE comunicaba que hay unos grandes porcentajes de retrovirus endógenos en el genoma humano asociados con cromatina abierta —un claro indicio de transcripción— y que son transcritos de manera no aleatoria, lo que sugiere algún rol funcional:
Aunque los indicios que van surgiendo sugieren que los elementos transponibles (TEs) han contribuido elementos reguladores novedosos para el genoma humano, su impacto global sobre las redes transcripcionales permanece mayormente sin caracterizar. Aquí exponemos que los TEs han contribuido al genoma humano casi la mitad de sus elementos activos. Usando conjuntos de datos de hipersensibilidad a DNasa I procedentes de ENCODE en células normales, embrionarias y cancerosas, encontramos que el 44% de regiones de cromatina abierta estaban en TEs, y que esta proporción alcanzaba el 63% en regiones primate-específicas. También hemos expuesto que distintas subfamilias de retrovirus endógenos (ERVs) contribuían unas regiones significativamente más accesibles de lo esperado por azar, con hasta un 80% de sus ejemplos en cromatina abierta. En base a esos resultados, caracterizamos adicionalmente 2.150 pares de factores de transcripción de subfamilias que estaban ligados in vivo o enriquecidos para motivos específicos de ligadura, y observamos que los TEs que contribuían a la cromatina abierta tenían unos niveles más elevados de conservación de secuencia. También demostramos que miles de secuencias derivadas de ERVs resultaron activadas específicamente por el tipo de célula, especialmente en el caso de células embrionarias y cancerosas, y demostramos que esta actividad estaba asociada con la expresión específica del tipo celular de genes colindantes. Tomados en conjunto, esos resultados demuestran que los TEs, y de manera concreta los ERVs, han contribuido centenares de miles de novedosos elementos reguladores al linaje de los primates y que han reconformado el paisaje transcripcional humano.
(Pierre-Étienne Jacques, Justin Jeyakani, Guillaume Bourque, «The Majority of Primate-Specific Regulatory Sequences Are Derived from Transposable Elements», PLOS Genetics (9 de mayo de 2013) (énfasis añadido).)
Una vez más, vemos a partir de esto que se encuentra una gran cantidad de ERVs dentro de la cromatina abierta, lo que sugiere intensamente que se transcriben a ARN. Los proponentes del ADN basura responden que esto no es suficiente para probar la existencia de función, porque el ADN transcrito podría estar sencillamente produciendo «ARN basura». Esta es una refutación insustancial. Lo que el artículo dice es que el ARN basado en ERVs fue producido «de una manera específica según el tipo de la célula» y que estaba «asociado con una expresión específica del tipo celular de los genes colindantes». Además comunican que «Se activan miles de secuencias LTR/ERV de una manera específica según el tipo de la célula» y la transcripción de los ERVs es muy enriquecida en comparación con otras partes del genoma:
Por ejemplo, observamos que 1.237 de las 2.337 instancias de repetición del LTR7 (52,9%) (una subfamilia de la clase LTR/ERV) contribuían a la cromatina abierta en la línea H7 de células madre embrionarias (ESC) cuando hubiéramos esperado sólo 60,5 (2,6%). Esto se corresponde con un enriquecimiento 20 veces mayor y es sumamente significativo (p < 1,0E-100). A esas repeticiones las designamos como repeticiones de subfamilias DHS-asociadas (DARs) … aunque las repeticiones LTR/ERV constituyen el 13,5 de las instancias de repeticiones en el genoma, representan el 25,0%, 54,6% y 33% de las instancias de DAR en células normales, embrionarias y cancerosas, respectivamente. … Las repeticiones LTR/ERV han contribuido una fracción desproporcionada de las regiones de cromatina accesibles específicas por tipo de célula especialmente en líneas celulares embrionarias y cancerosas. Esto es interesante, dado que el recableado de la red usando elementos ERVs ya se ha descrito en ESCs [células madres embrionarias] y que se ha expuesto que la potencia de las células madre fluctúa con la actividad de los retrovirus endógenos en ratones. … Finalmente, también comunicamos que las subfamilias repetidas activadas de forma específica al tipo de la célula resultaron también frecuentemente asociadas con una mayor expresión de los genes colindantes.
En otras palabras, los ERVs se están transcribiendo de una manera sumamente no aleatoria que se correlaciona con patrones embriológicos en asociación con otros elementos genéticos funcionales. Esto, decididamente, apunta a una funcionalidad.
Los defensores de la tesis del ADN basura raramente abordan estos datos que muestran que la transcripción no es aleatoria. Por ejemplo, vemos esto en un reciente artículo en Genome Biology and Evolution por Brunet y Doolittle que critica el artículo de PLOS Genetics. Escriben lo siguiente: «Jacques et. al (2013) por ejemplo usaron datos de hipersensibilidad de DNasa I de ENCODE para situar el 80% de los ERVs dentro de cromatina abierta, y TEs en el 63% de regiones primate-específicas». Sin embargo, debido a que no se han encontrado todavía funciones específicas para cada ERV, argumentan que «¡parece prematuro imaginar que se haya encontrado una función para los TEs como clase!»
Su argumento de suponer culpabilidad a no ser que se demuestre la inocencia presupone que los ERVs son por defecto no funcionales. Esto me recuerda al crítico de ENCODE Dan Graur que ha aseverado, «si no conoces una función, supón como hipótesis cero que no tiene función».
Lo peor es que su método ignora la evidencia empírica específica publicada en el artículo de PLOS Genetics, que expone que los ERVs no son meramente transcritos —son transcritos de una manera no aleatoria, enriquecida y específica del tipo celular, lo que se correlaciona con la transcripción de otros elementos genéticos funcionales. Esto es lo contrario a la transcripción aleatoria o estocástica y sugiere intensamente la existencia de función.
Dan Graur comparte el dudoso método de Brunet y Doolittle, tan dependiente de presuposiciones. Mantiene que «la transcripción es fundamentalmente un proceso estocástico [aleatorio]», pero, como ya he explicado antes en una respuesta a los críticos de ENCODE, ENCODE demuestra que la transcripción no es aleatoria:
ENCODE no se limitó a estudiar el genoma para determinar qué elementos del ADN son bioquímicamente activos y elaboran ARN. También estudió patrones de actividad bioquímica, descubriendo patrones sumamente no aleatorios de producción de ARN que indican que esas inmensas cantidades de transcripciones de ARN no son basura. … Los resultados de ENCODE sugieren que el tipo de la célula y su papel funcional en el organismo quedan críticamente influidos por unos complejos patrones cuidadosamente orquestados de la expresión de ARNs en el interior de aquella célula. Como observa Stamatoyannopoulos, ENCODE descubrió que «la mayoría de las regiones de ADN regulador son sumamente selectivas por el tipo de célula», y que «el paisaje genómico queda rápidamente saturado con ADN de regulación según va aumentando la cantidad de tipos de células». Así, como lo explican dos bioquímicos pro-ENCODE, «los asertos de que la transcripción observada representa ruido aleatorio … son más opinión que realidad, y son difíciles de conciliar con la exquisita precisión de la transcripción diferencial célula-específica y tejido-específica en las células humanas».
Los ERVs se ajustan exactamente al mismo patrón, lo que sugiere enérgicamente que son funcionales. Si son funcionales, entonces no proporcionan ninguna clase de evidencia especial en favor de una ascendencia común, incluso si se ajustan a una jerarquía anidada. Aquí está mi perspectiva de cómo la evidencia puede contar en favor o en contra (o ni en favor ni en contra) de una descendencia común:
(1) Semejanza biológica funcional compartida que se ajusta con una jerarquía anidada (esto es., un patrón en forma de árbol): Se explica igual de bien por diseño común o por descendencia común.
(2) Semejanza biológica no funcional compartida que se ajusta con una jerarquía anidada: Con todo el resto en un plano de igualdad, se explica mejor por una descendencia común.
(3) Semejanza biológica funcional compartida que no se ajusta con una jerarquía anidada: Se explica mejor por un diseño común.
Los defensores de la descendencia común querrían convencernos de que las ERVs pertenecen a la categoría (2). Pero los mejores datos ahora sugieren que pertenecen a la categoría (1), lo que derriba otro icono evolutivo. Sin embargo, si los ERVs son funcionales, entonces esto significa que incluso si son «compartidos» y se ajustan con una jerarquía anidada, no necesariamente indican una descendencia, sino que podrían igual de bien reflejar unas restricciones funcionales y un diseño común.
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