100 gens - Cossetània Edicions · 100 gens que ens fan humans Poetes i assassins, inventors i...

100 gensque ens fan humans

Poetes i assassins, inventors i imitadors,racionals i dogmàtics, biològics i culturals

• Col·lecció De Cent en Cent — 34 •

David Bueno i Torrens

100 gens que ens fan humans.indd 1 19/10/15 12:39

Primera edició: novembre del 2015

© del text: David Bueno i Torrens

© de l’edició:9 Grup Editorial

Cossetània EdicionsC/ de la Violeta, 6 • 43800 Valls

Tel. 977 60 25 91Fax 977 61 43 57

[email protected]

Disseny i composició: Imatge-9, SL

Impressió: Romanyà-Valls, SA

ISBN: 978-84-9034-354-8

DL T 1373-2015


3

100 gens que ens fan humans

ÍNDEX

Pròleg .....................................................................................................................7Introducció: Un genoma amb 21.000 motius per ser humans ..............................11

Com interpretar les fitxes tècniques ...............................................................14

COM ES FAN EL COS I EL CERVELL

1. ABO: els “innocents” grups sanguinis ...............................................................192. FGF4: cames per caminar i braços per abraçar .................................................213. Caspasa 8: la independència dels dits ..............................................................234. SHH: l’eriçó que ens punxa les mans i el cervell ..............................................255. Pax6: ulls per caçar, esguardar i gaudir .............................................................276. ABCC11: olor d’aixelles ...................................................................................297. HoxA1: una qüestió d’ordre —i de desordre....................................................318. Hormona de creixement: cap a les alçades ......................................................339. FGFR3: assabentar-se de què passa al voltant i actuar en conseqüència ...........3510. Receptor de vitamina D: dels rajos solars als ossos ........................................3711. PRDM16: mira quina cara! .............................................................................3912. SRY: l’inici del sexe .........................................................................................4113. Neurexina 3: sexes amb el cervell diferent, però en el fons igual ...................4314. EDA2R: calvície i “masculinitat” .....................................................................4515. LPAR6: cabells llisos o rinxolats, i la “curiosa” història del minoxidil ............4716. Tirosinasa: acolorim la pell, els ulls, els cabells, els mugrons, el penis i la vagina .... 4917. MC1R: africans, europeus i asiàtics, o simplement neolítics ..........................5118. PRODH: el virus que ens va ajudar a ser més intel·ligents

—i va afavorir l’esquizofrènia .........................................................................5319. CAMK2A: adults amb cervell infantil ............................................................5520. Neurotrofina 3: connexions neurals i fileres de formigues .............................5721. MeCP2: “senyals de trànsit” per dirigir la formació del cervell —i poder parlar ....5922. HDAC1: modificacions epigenètiques, entre la vida i la mort .......................6123. Histones: com fer un cromosoma humà .........................................................6324. c-MYC: el retorn als embrions .......................................................................6525. MIR9-3: els més petits de tots ........................................................................6726. Receptor d’andrògens: els secrets d’un penis sense espícules .........................69


4


27. MT-CO2: l’herència dels bacteris i de les mares originals .............................7128. HAR1A: un trèvol de quatre fulles que fa créixer el cervell ...........................7329. SRGAP2C: una fotocòpia “defectuosa” de l’original ......................................75

COM FUNCIONEN EL COS I EL CERVELL

30. PAH: ni poc ni massa .....................................................................................7931. Insulina: el policia dels sucres .........................................................................8132. Lactasa: com treure el màxim profit dels ramats .............................................8333. MYBPC3: una bomba dins el pit ....................................................................8534. GAD1: gana, sacietat i trastorns alimentaris ..................................................8735. Iroquois 3: un divorci que parcel·la el cervell i unes segones núpcies

que fan engreixar ............................................................................................8936. IGF2: pares grassos amb filles diabètiques ......................................................9137. Proteïna priònica humana: vaques i caníbals ..................................................9338. rrsB: bacteris humanitzats ...............................................................................9539. POLD1: una màquina no sempre fiable de fotocopiar ...................................9740. RCAN1: el problema d’acumular massa còpies d’un gen ................................9941. Sirtuïna 1: el gen antiedat —i el plaer d’un gotet de vi ................................10142. GDF11: tenien raó els vampirs? ...................................................................10343. SUMO2P1: guerres, esclavatge i comerç .....................................................10544. BDNF: l’esport també fa créixer les neurones ...............................................10745. ABCD1: l’oli de la vida .................................................................................10946. PDHA1: emperadors romans, arsènic i sífilis ...............................................11147. HCN2: el batec del cor i l’origen del mal ....................................................11348. SCN9A: ploramiques, valents i el dolor d’equivocar-nos .............................11549. Quitinasa: fricandó de saltamartins i xampinyons ........................................11750. HLA-DQA1: de la individualitat a l’enamorament, passant per la lluita

contra els patògens i la celiaquia ..................................................................11951. Protocaderina 7: oïda, aptituds musicals i esquizofrènia ..............................12152. LDLR: greixos, malalties cardiovasculars i factors socioculturals .................12353. Ceratina 77: sexe amb neandertals ...............................................................12554. FADS1: àcids grassos per a un cervell sibarita i explorador .........................12755. Hemoglobina alfa 1: una història d’esportistes, tibetans i malària ...............12956. TLR2: la pesta bubònica ...............................................................................13157. GRIN1: aprenentatge, greix i alcohol ..........................................................13358. Opsina 1: una visió acolorida per gaudir de les postes de sol

i de les manifestacions artístiques .................................................................13559. FSHB: cicle menstrual sense cicle sexual ......................................................13760. CLOCK: el cervell fa tic-tac ........................................................................13961. E6: virus del papil·loma i càncer de coll d’úter .............................................14162. Receptor d’andrògens: petons, olors i fills; la pluriocupació de la testosterona ..14363. CFTR: canviem els gens que no funcionen ..................................................14564. BRCA1: el mecànic de l’ADN —i una causa de càncer i també

una manera de fer “negocis” ..........................................................................14765. IGHG1: la supervivència es troba en la diversitat ........................................149


5

100 gens que ens fan humans

EL CERVELL, LES ACCIONS MENTALS I EL COMPORTAMENT

66. SLC18A2: cànnabis i espiritualitat ...............................................................15367. MAO-A: gens + ambient = impulsivitat i agressivitat (però no sempre) .....15568. Proencefalina beta: benestar, embaràs i cocaïna ...........................................15769. DRD2: com triem els amics? ........................................................................15970. MIR138-2: la felicitat és a les coses petites ..................................................16171. PDL3: l’Alzheimer i el preu de ser intel·ligents ............................................16372. Neuroligina 4: el món interior de l’autisme ..................................................16573. mTOR: psicosis i antipsicòtics .....................................................................16774. COMT: què té a veure l’agressivitat amb la creativitat?

I amb la por de les mates? .............................................................................16975. Estamina 1: femelles que no protegeixen els seus fills i que no tenen por

—però són molt sociables ............................................................................17176. HDAC9: la meditació altera el funcionament dels gens ..............................17377. CNR1: per què el consum de marihuana afecta greument el cervell ............17578. ACHE: l’estrès i la presa de decisions ..........................................................17779. NR3C1: agressivitat i abusos, la cara més perversa de la humanitat ............17980. GABRB1: la cara i la creu de les begudes alcohòliques ................................18181. DBH: la intel·ligència és als gens? ................................................................18382. DRD4: corredors de borsa i cultura religiosa ...............................................18583. TPH1: què tenen en comú fer un martell, compondre una simfonia

—o un rock’n’roll— i fer una poesia? ...........................................................18784. FOXP2: és l’hora de parlar —i de fer manualitats ........................................18985. ASPM: la mida del cervell, el xinès i el ioruba .............................................19186. HSD17B3: testosterona, competitivitat i dominància social

—és això la “masculinitat”? ...........................................................................19387. BRS3: qui controla el comportament sexual .................................................19588. Prolactina: com la maternitat —i la paternitat— afecten el cervell .............19789. FKBP5: depressió, felicitat i hedonisme .......................................................19990. HTR2A: gens per no deixar de fumar ..........................................................20191. CHRNB3: què cal per ser un líder nat ..........................................................20392. Xq28: hi ha un “gen de l’homosexualitat”?....................................................20593. Vasopressina: de la fidelitat de parella a la creativitat musical

—passant per les relacions socials ................................................................20794. Oxitocina: instint maternal i instint social ...................................................20995. GRIN2B: els gens diuen a qui hem de votar? ...............................................21196. Sinaptotagmina 4: cervell femení versus cervell masculí? ..............................21397. Neuroregulina 1: Per què podem donar atributs humans als objectes

i deshumanitzar les persones? Per què som poetes i assassins? .....................21598. Receptor d’oxitocina: Empatia i tribalisme —de la humanitat més humana

a la inhumanitat més inhumana ....................................................................21799. HDC: és hora de riure! .................................................................................219100. B-FREE / B-HUMAN: els gens de la humanitat .........................................221


7

Pròleg

Les persones som una espècie ben curiosa: tan aviat som capaços de fer un acte d’altruisme com d’aprofitar-nos del proïsme i perjudi-car-lo; de cooperar amb el nostre entorn social i de ser egoistes, fins i tot mentre cooperem; d’escriure poesia amb una mà i d’assassinar amb l’altra; d’estimar i d’odiar amb un mateix cor; d’utilitzar el cervell de manera racional en algunes qüestions i completament dogmàtica i irreflexiva en d’altres; d’anhelar la llibertat i de témer-la; de beneficiar els parents i amics i de subjugar els desconeguts; d’emocionar-nos amb una obra d’art i de mostrar indiferència pel patiment d’altres éssers humans… Com és que som capaços de manifestar actituds aparentment tan contraposades? Totes formen part de la nostra hu-manitat, malgrat que tenim tendència a classificar-les com a “huma-nes” o, alternativament, com a “inhumanes”. Són els nostres gens els que ens hi empenyen? O és el substrat cultural on ens hem educat o on vivim? O una mica de cada?

Els humans pertanyem al regne dels animals, a la classe dels ma-mífers, a l’ordre dels primats i a la família dels homínids. Per evolu-ció biològica, compartim avantpassats comuns amb tots els primats i amb tota la resta d’animals, i també, de forma més llunyana, amb els altres éssers vius, amb els quals compartim bona part de la nostra bio-logia, dels nostres gens. Hi ha una cosa, però, que ens en distingeix radicalment: la cultura. La nostra espècie ha estat capaç de generar un fotimer de cultures d’una diversitat increïble, les quals ens han permès adaptar-nos a tots els ambients de la Terra, treure profit del nostre entorn, desenvolupar l’art i la literatura, la ciència i la tècnica, la filosofia i l’ètica, i establir societats extraordinàriament complexes.

PRÒLEG


8


Unes cultures que no són estàtiques, sinó dinàmiques: constantment les adaptem a nosaltres, i nosaltres a elles. La cultura evoluciona sen-se aturador.

Tampoc s’ha deturat l’evolució biològica de la nostra espècie: la força atzarosa de les mutacions continua alterant els nostres gens, i la selecció natural continua afavorint determinades característiques, de mica en mica, generació rere generació. De fet, diverses dades recents indiquen que l’evolució de la nostra espècie s’ha accelerat aquests darrers milers d’anys, en paral·lel a l’evolució cultural, cien-tífica i tècnica, la qual cosa suggereix que entre elles s’ha d’establir algun tipus de relació. El motiu és simple: la cultura actua com un element de selecció natural per als nostres gens, i els nostres gens ens possibiliten tenir un cos i un cervell prou complex per desenvolupar cultures, un cercle en què biologia i cultura s’empenyen i es comple-menten l’una a l’altra.

A vegades, però, n’hi ha que contraposen la biologia a la cultura, els gens que heretem dels nostres pares als coneixements i a les idees que ens transmeten, i als comportaments que incessantment brollen del nostre cervell. També n’hi ha que associen els gens al nostre ves-sant més animal, i la cultura a la nostra humanitat. Res més lluny de la realitat. En la nostra espècie, gens i cultura formen un complex aliatge. Pensem un moment en un dels aliatges més coneguts i utilit-zats des de l’antiguitat: el bronze. És format per dos metalls, el coure i l’estany, cadascun dels quals té unes determinades característiques, però junts formen un tot molt més dur i resistent que qualsevol d’ells per separat. També l’aliatge de gens i cultura que ens fa humans és molt més resistent que aquests dos elements per separat.

En aquest llibre parlarem de 100 gens del nostre genoma que es-tan relacionats, d’una manera o altra, amb la nostra humanitat, tant en la seva vessant biològica com en la cultural. No espereu, però, un simple catàleg de gens: seria avorridíssim, fins i tot per a un gene-tista com jo. A partir d’aquests gens, que he seleccionat d’entre els 21.000 que formen el nostre genoma partint de les característiques que controlen o condicionen i dels aspectes culturals que duen asso-ciats, ens endinsarem en tot allò que ens fa ser emocionals i racionals, dogmàtics i creatius, altruistes i egoistes, constructors i destructors, poetes i assassins. I també sedentaris o esportistes; alts o baixos; ros-


9

Pròleg

sos, morenos o pèl-rojos; de pell blanca, bruna o negra; sans o malalts; afeccionats al risc o prudents; pacífics o violents; homes o dones, nens o nenes; heterosexuals o homosexuals…

He dividit el llibre en tres parts segons la funció dels gens, malgrat que molts encaixarien bé en més d’una d’aquestes parts. Començo per un grapat de gens que contribueixen a formar el nostre cos i el nostre cervell; després n’esmento una sèrie que estan implicats en el funcionament del nostre cos, i acabo explicant-ne una bona colla que condicionen els nostres comportaments, àdhuc la nostra cultura, i que al mateix temps es veuen influïts per aquest substrat cultural i social. Gens i cultura que, en definitiva, ens fan humans.


11

Introducció

El 26 de juny de l’any 2000 es va produir un fet històric sense precedents. El president nord-americà, Bill Clinton, i el primer mi-nistre del Regne Unit, Tony Blair, van anunciar de forma conjunta l’assoliment d’una fita científica: com a resultat d’un projecte inter-nacional en què van participar centenars d’investigadors de dotzenes de centres de recerca d’arreu del món, s’havia completat el primer esbós del genoma humà (el fet històric sense precedents és que els màxims responsables de dos dels països més influents del món es re-unissin per donar a conèixer una notícia científica, i no per anunciar aliances econòmiques, l’inici d’un conflicte bèl·lic o la consecució o alternativament el fracàs d’unes determinades converses de pau, que és al que ens tenen més acostumats). El Projecte Genoma Humà es va iniciar oficialment l’any 1990. Des de llavors, la comprensió que hem assolit sobre els nostres gens, la seva funció i la seva participació en el nostre dia a dia, és espectacular. Tan espectacular que, a hores d’ara, ens permet assegurar que el nostre genoma és el que ens fa humans, a vagades massa humans i tot.

Sí, d’acord, potser sembla una obvietat que sigui el genoma humà el que ens fa humans, però en el decurs de l’avenç de la genè-tica això no sempre ha estat tan clar. De fet, fins no fa massa anys, moltes persones dubtaven que els gens tinguessin cap mena d’inter-venció en aspectes complexos del nostre comportament, com ara la creativitat o la violència; i encara ara n’hi ha que ho dubten, però les evidències són abassegadores. Ara sabem que influeixen en tots, absolutament tots, els aspectes de la nostra vida. Fixeu-vos, però,

INTRODUCCIÓ.UN GENOMA AMB 21.000 MOTIUS

PER SER HUMANS


12


que dic “influeixen”, no “determinen”. En els primers capítols deixa-ré ben clara la diferència.

Abans, però, vull explicar breument què son els gens, quants en tenim i com funcionen. El recompte final fet a partir de les dades del Projecte Genoma Humà i d’altres iniciatives internacionals posteri-ors d’envergadura similar, com el projecte ENCODE —una mena d’enciclopèdia dels elements continguts en l’ADN, entre els quals, però no únicament, els gens—, indica que tenim uns 21.000 gens, entre els quals hi ha moltes altres seqüències del genoma que s’en-carreguen de regular-ne el funcionament. Són pocs o molts? Això és irrellevant; l’important és que són els que necessitem per funcionar.

Quan es va iniciar el Projecte Genoma Humà, es pensava que en tindríem uns 100.000. És un número imponent i rodó —a les per-sones ens agraden les coses imponents i els números “rodons”—, i sobretot era molt superior al que se suposava que tenien els altres animals, com les mosques, a les quals s’atribuïa uns 17.000 gens, i els cucs, uns 20.000. Bé, han passat els anys i s’ha demostrat que, efecti-vament, els cucs en tenen uns 20.000 i les mosques 17.000, però les persones, com tota la resta de mamífers, en tenim “només” 21.000. La diferència entre els altres animals i nosaltres no és quantitativa —o no solament quantitativa—, sinó molt especialment qualitativa. Això és el que explorarem en aquest llibre, aquesta qualitat que ens fa humans, a través d’un centenar de gens especialment seleccionats per donar una visió àmplia del nostre cos i la nostra ment. La selecció que he fet és, òbviament, discutible —i discutir forma part de les ca-racterístiques humanes del nostre cervell—, però he intentat recollir gens que estiguin implicats en un bon grapat de processos diferents, però amb una especial rellevància —o un gran biaix, com preferiu— pels que intervenen en la formació i el funcionament del cervell i, per tant, en el nostre comportament.

Bé, això no és del tot cert, perquè, de fet, n’hi ha més de 100. Per començar, cada capítol té una fitxa tècnica del gen en qüestió que inclou, a més del seu nom, longitud i posició dins el genoma, el nom dels dos gens que té de veïns, junt amb una brevíssima explicació de què fan aquests altres gens, per il·lustrar algunes de les moltes altres funcions del genoma. I, a més, en alguns capítols esmento altres gens que fan coses similars al protagonista d’aquell capítol, o que hi col·la-


13

Introducció

boren. M’haureu de disculpar, però mentir amicalment també forma part de la humanitat, oi? I mentir de manera destructiva, malaurada-ment, també, però d’això intento abstenir-me’n. Tanmateix, totes les dades que trobareu en aquest llibre són estrictament científiques.

Totes les cèl·lules del nostre cos tenen tots els gens, un genoma humà complert, però en cada cèl·lula només en funcionen uns quants, els justos i necessaris perquè pugui fer la seva funció en el conjunt del nostre cos. La resta romanen silenciosos. La immensa majoria de gens porten la informació necessària perquè la cèl·lula fabriqui una o més d’una proteïna, però com sempre en biologia hi ha excepcions. Ara no toca parlar-ne, però en els propers capítols també trobareu exemples de gens que no fabriquen proteïnes, sinó que tenen altres funcions.

Ara bé, com ho sap cada cèl·lula quins gens ha de mantenir ac-tius? Davant de cada gen hi ha uns elements que també formen part del genoma que regulen quan, com i en quina intensitat han de fun-cionar els gens, una mena d’interruptors moleculars. Per activar-se, cal que s’hi uneixin unes determinades proteïnes, com el dit que prem l’interruptor. També hi ha altres mecanismes que regulen la funció dels gens, com les anomenades modificacions epigenètiques i els microARN, però ara tampoc toca parlar-ne. En els propers capí-tols hi trobareu uns quants exemples, perquè tot això està codificat al nostre genoma i, com veureu, és important per definir la nostra humanitat.

Com que de ben segur el que més us interessa és que us parli de gens concrets i de quina relació tenen amb la humanitat i la cultu-ra, com prometia al pròleg, acabaré ràpidament aquesta introducció dient que la immensa majoria de les nostres cèl·lules no tenen un sol genoma, sinó dos. Un l’hem heretat de la mare i l’altre, del pare. Únicament les cèl·lules sexuals, el òvuls i els espermatozoides, en tenen una sola còpia. Així, quan s’ajunten es pot formar un nou orga-nisme que torna a tenir les dues còpies. El fet que pràcticament totes les cèl·lu les del nostre cos tinguin dues còpies del genoma implica que també tenen dues còpies de cada gen, malgrat que també hi ha alguna excepció, com veurem. Caldria dir encara altres coses sobre els gens, com ara que un mateix gen pot presentar diverses variants gèniques amb subtils diferències pel que fa a la informació que duen


14


codificada, però penso que és millor parlar-ne amb casos reals, en els capítols del llibre, quan sigui menester.

El genoma, que és format per llargues cadenes d’ADN, es troba repartit en unes estructures que s’anomenen cromosomes. Tenim 23 parelles de cromosomes diferents, anomenats de l’1 al 22 segons la seva mida, i uns altres d’especials, que anomenem X i Y, i que de-terminen el sexe de cadascú: les dones tenen dos cromosomes X i els homes un X i un Y. De cada parella de cromosomes, un prové de la mare i l’altre del pare.

La humanitat en una safata, a punt per degustar-ne els múltiples matisos.

COM INTERPRETAR LES FITXES TÈCNIQUES

Cada capítol va encapçalat per una fitxa tècnica del gen en qües-tió, on he inclòs una sèrie de dades que poden ser, segons els inte-ressos del lector, simplement anecdòtiques, informatives o útils, per exemple si hom en vol buscar més informació. I també poden ser perfectament prescindibles, si el que es vol és únicament conèixer de quina manera contribueix a fer-nos humans. Si aquest és el vostre cas, prescindiu-ne; saber discriminar entre allò que ens interessa i el que és superflu també és cent per cent humà.

Aquestes dades comencen amb el nom del gen. A continuació, incloem la fitxa tècnica, segons el model de la pàgina següent.

Si el gen té un nom fàcilment pronunciable, l’anomeno pel seu nom sencer (per exemple, lactasa). En canvi, si el nom és complex, com ara transferasa A, alfa 1-3-N-acetilgalactosaminil-transferasa, llavors l’anomeno pel seu acrònim, en aquest cas ABO —encara que potser costi de creure, és el gen que determina el grup sanguini—. Sigui quin sigui el nom que utilitzi al principi, a l’interior de la fitxa hi trobareu l’altre, és a dir, l’acrònim o el nom sencer, respectivament.


15

Introducció

Sobre una representació esquemàtica de tots els cromosomes humans, que inclou el 22 que compartim homes i dones i també els cromosomes sexuals X i Y, s’indica la posició que ocupa el gen que es descriu.

Localització: Cromosoma on es troba el gen, p. ex. Cromosoma 11. A continuació, entre parèntesis, s’indica la localització exacta dins el cromosoma, p. ex. (11q13.3). En aquesta nomenclatura, el número 11 fa referència novament al cromosoma; després hi ha una p o una q, que fan referència al braç del cromosoma on es troba. Tots els cromosomes tenen dos braços, un de més curt, que s’anomena p, i un de més llarg, el q. I, finalment, els números indiquen la localització exacta dins el braç del cromosoma. Podeu trobar tots els cromosomes amb les seves posicions a:

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/genome/guide/human/Nom sencer / Acrònim: S’inclou al nom complet del gen o

alternativament l’acrònim, segons quin sigui el títol del capítol.

Altres noms: Molts gens han estat anomenats de diferent manera per diversos investigadors, fins que el Projecte Genoma Humà n’ha fixat un. S’esmenten els noms antics més comuns.

Longitud del gen: Fa referència als segments codificants del gen, és a dir, els que duen informació per fer la proteïna corresponent, segons la informació del GenBank. S’especifica en nucleòtids, que són les biomolècules bàsiques que els constitueixen. La informació és pública i la podeu consultar a:

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Longitud de la proteïna: Longitud de la proteïna fabricada

pel gen segons la informació que consta a la base de dades UniProt. S’especifica en aminoàcids, que són les biomolècules bàsiques que les constitueixen. La informació és pública i la podeu consultar a:

http://www.uniprot.org/Gens que té de veïns: Finalment s’anomenen els dos gens

funcionals que té de veïns, segons les dades del Projecte Genoma Humà, amb una breu descripció de la seva funció. La informació també és pública i la podeu consultar a: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/


100 gens - Cossetània Edicions · 100 gens que ens fan humans Poetes i assassins, inventors i...

Documents

Transcript of 100 gens - Cossetània Edicions · 100 gens que ens fan humans Poetes i assassins, inventors i...