Trazar un diagrama de la 'red social' de proteínas en la célula, para entender cómo los genes moldean los seres vivos

Originalmente escrito por Catherine Couturie, Universidad de Montreal

editado por Lisa Lock, reseñado por Robert Egan

Publicado en phy.org el 28 de septiembre de 2026

Crédito: Pixabay/CC0 Dominio Público

Una de las preguntas fundamentales de la biología es cómo moldean nuestros genes quiénes somos. Adrian Serohijos y Stephen Michnick, profesores del Departamento de Bioquímica y Medicina Molecular de la Facultad de Medicina de la Université de Montréal, estudian la relación entre genotipo y fenotipo—es decir, cómo el ADN se convierte en ARN, luego en proteína, y finalmente da lugar a características observables en un individuo o en cualquier otro organismo vivo. "Estamos intentando desentrañar los mecanismos del genoma, específicamente cómo se procesa la información que codifica dentro de la célula", dice Serohijos.

El problema puede abordarse de dos maneras: una es observar cómo cambia un organismo cuando se producen perturbaciones en su entorno. La otra, impulsada por investigadores del Instituto Courtois de Innovación, es centrarse en las mutaciones en el genoma de un individuo, que desempeñan un papel importante en la definición de rasgos individuales.

"Esta es una pregunta importante porque nuestro ADN determina no solo nuestras características físicas, como el color de los ojos, sino también cómo respondemos a los medicamentos, lo cual es esencial en el contexto de la medicina personalizada", explica Michnick. Sin embargo, no se pueden hacer predicciones basándose únicamente en el ADN de una persona.

Aunque el ADN lleva mucho tiempo descodificado, al igual que el ARN, Serohijos, Michnick y sus colegas, entre ellos Savandara Besse, entonces estudiante de doctorado, y Tatsuya Sakguchi, que fue profesor visitante en la UdeM, han publicado el primer estudio que examina la relación entre las mutaciones genómicas y la "red social" proteica de la célula.

Lanzado durante la pandemia de COVID-19, el proyecto se llevó a cabo en colaboración con el laboratorio de Julie Hussin, profesora del Departamento de Medicina. El estudio es ahora objeto de un artículo publicado en Nature Genetics.

Pensar en grande a la escala más pequeña

Dentro de las células, las proteínas interactúan dinámicamente entre sí, formando una red de interacciones. El estado de esta "red social" ayuda a definir las características de las células y los individuos.

¿Y si las mutaciones en el ADN causaran cambios en las redes proteicas y, en última instancia, en las características de los individuos? Eso es lo que Serohijos, Michnick y los miembros de sus laboratorios se propusieron investigar. Su nuevo enfoque examina la red social de proteínas para identificar los efectos inesperados de mutaciones, algunas de las cuales están asociadas a enfermedades, así como a perturbaciones ambientales, como las causadas por la exposición a medicamentos.

Los investigadores aplicaron su método a 350 cepas de la levadura Saccharomyces cerevisiae, un hongo unicelular, a las que expusieron a varios fármacos, incluidos antifúngicos, un antidiabético y un antipsicótico. Se midieron casi un millón de interacciones proteína-proteína.

"La idea es rastrear el flujo de información desde el ADN hasta la proteína y entender cómo interactúan las proteínas dentro de la célula, para que podamos finalmente explicar por qué las mutaciones afectan a las características de un organismo individual", dice Michnick.

Nodos de red

Para su sorpresa, los investigadores descubrieron que los cambios en las interacciones proteicas provenían más a menudo de mutaciones en otras partes del genoma, en genes que parecían no tener conexión directa con las proteínas implicadas. "Lo que más nos sorprendió es que una mutación en un gen puede alterar la interacción entre dos proteínas incluso cuando ese gen no produce ninguna de esas proteínas", dice Serohijos. Por tanto, una mutación así puede actuar a distancia, como un amigo de un amigo en una red social.

Algunas de las mutaciones más influyentes incluso se encuentran en regiones no codificantes del ADN, antes denominadas "ADN basura". Estas regiones no codifican proteínas, pero ayudan a regular su producción.

No todas las relaciones entre proteínas son iguales tampoco. Algunas son más fuertes, mientras que otras son más débiles. Por tanto, algunas proteínas actúan como hubs. "La ventaja es que, a partir de una muestra de estas interacciones, podemos obtener una imagen general de la célula e inferir cómo funciona en su conjunto", dice Michnick.

"Estos resultados ofrecen una nueva hoja de ruta para rastrear cómo los cambios en el ADN se propagan a través de la red social de proteínas de la célula y, en última instancia, moldean nuestros rasgos y nuestra salud", dice Serohijos. Ahora quiere repetir el experimento usando células humanas.

"Este es un problema fundamental en los hospitales, donde quieren entender por qué alguien responde bien —o no— a los medicamentos. Es la clave de la medicina personalizada", concluye.

Detalles de publicación

Savandara Besse et al, Paisaje genético de un interactome proteico in vivo, Nature Genetics (2026). DOI: 10.1038/s41588-026-02747-z

Información de la revista: Nature Genetics 

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