Pioneros de la epigenética reciben el Premio Paul Ehrlich y Ludwig Darmstaedter 2026
El descubrimiento de los galardonados sacudió los cimientos de la genética clásica y abrió la puerta al vasto campo de la epigenética moderna
Los biólogos del desarrollo Davor Solter y Azim Surani recibirán el Premio Paul Ehrlich y Ludwig Darmstaedter 2026, según ha anunciado el Consejo Científico de la Fundación Paul Ehrlich. Los galardonados descubrieron el fenómeno de la impronta genómica. En los mamíferos, esto significa que los materiales genéticos de los óvulos y los espermatozoides son funcionalmente diferentes. Además de su información genética, algunos genes llevan una marca molecular que impide que su información genética se active en el embrión. Por eso necesitamos la aportación genética completa de la madre y el padre. Este descubrimiento sacudió los cimientos de la genética clásica y abrió la puerta al vasto campo de la epigenética moderna.
Davor Solter
privat, Davor Solter
Azim Surani
Jacqueline Garget, University of Cambridge
Los genes portadores de nuestra información genética están agrupados en los cromosomas del núcleo celular. Hay 22 autosomas y los cromosomas sexuales X e Y. Cada célula germinal contiene un único juego de 23 cromosomas. Cada célula somática contiene un doble juego de cromosomas: uno heredado del óvulo de la madre y otro del espermatozoide del padre. Esto significa que todas las células del cuerpo contienen dos copias de cada gen. Estas copias, que pueden presentarse en versiones diferentes (alelos), se utilizan ambas como planos para producir moléculas de ARN que luego se traducen en proteínas. Ambas copias de genes pueden influir en el aspecto de un niño (fenotipo). Si una copia está mutada o dañada, la otra suele compensar y asumir su función. Solter y Surani trastocaron en parte estos principios básicos de la genética clásica cuando descubrieron que los progenitores de mamíferos aparentemente sólo transmiten una copia activa de algunos genes a su descendencia. "Este descubrimiento supuso un punto de inflexión en la genética moderna", explica el Profesor Thomas Boehm, Presidente del Consejo Científico. "Demostró que nuestro fenotipo no está determinado únicamente por el genotipo, sino también por marcas epigenéticas. Esto cambió radicalmente nuestra comprensión de la salud y la enfermedad".
A principios de la década de 1980, Davor Solter, de Filadelfia (EE.UU.), y Azim Surani, de Cambridge (Reino Unido), se propusieron -de forma independiente y simultánea- resolver un enigma genético fundamental: ¿por qué no es posible un parto virgen (partenogénesis) en los mamíferos? Al fin y al cabo, las hembras de hormigas, abejas, lagartos o caracoles, por ejemplo, pueden reproducirse sin contribución masculina, permitiendo que sus crías se desarrollen a partir de huevos no fecundados. Solter y Surani respondieron a esta pregunta aplicando de forma independiente una técnica que Solter había desarrollado y perfeccionado previamente, a saber, el trasplante de núcleos de células germinales. Después de la fecundación, los núcleos del óvulo y el espermatozoide permanecen temporalmente separados; en esta fase, se denominan pronúcleos. Solter y Surani sustituyeron uno de los dos pronúcleos por el de un donante de otra cepa de ratón, generando embriones con dos pronúcleos maternos o dos paternos. Inesperadamente, ninguno de estos embriones sobrevivió. En las combinaciones con dos pronúcleos paternos, los tejidos embrionarios se desarrollaron mal, mientras que los tejidos placentarios no se vieron afectados en gran medida. Por el contrario, en las combinaciones con dos pronúcleos maternos, los tejidos placentarios no se desarrollaron normalmente, lo que provocó la desnutrición del embrión.
Sólo los embriones del grupo de control, formados por un pronúcleo masculino y otro femenino, se convirtieron en ratones sanos. Los dos investigadores concluyeron que, en los mamíferos, los cromosomas maternos aportan información esencial que falta en los cromosomas paternos, y viceversa. Ambos conjuntos cromosómicos parentales deben transmitirse en su totalidad para que la descendencia se desarrolle con normalidad. Surani acuñó el término impronta genómica para describir el fenómeno de que algunos genes se transmiten de forma activa sólo por la madre y otros sólo por el padre. Poco después, los investigadores descubrieron que los marcadores moleculares implicados en la impronta consisten principalmente en minúsculos grupos metilo unidos a una de las cuatro bases del ADN.
Siete años después del descubrimiento de los dos galardonados, en 1991, se identificaron los primeros genes impresos: IGF2R, un gen inhibidor del crecimiento que sólo se expresa a partir del alelo materno, e IGF2, un gen promotor del crecimiento que sólo se expresa a partir del alelo paterno. Esto apoyó la idea de que la impronta genómica evolucionó como un mecanismo para regular el crecimiento fetal en el útero, ayudando a mantener un equilibrio saludable entre los intereses del embrión por crecer y los de la madre por evitar una contribución excesiva de sus propios recursos corporales. La evolución puede haber introducido esta estrategia para hacer posible el desarrollo uterino de los mamíferos. De hecho, la mayoría de los genes impresos conocidos -suponen alrededor del uno por ciento de nuestro genoma- están implicados en el equilibrio de las señales de crecimiento y el desarrollo del cerebro. En el síndrome de Beckwith-Wiedemann, los procesos de crecimiento de los órganos individuales se desequilibran o se desarrollan de forma asimétrica durante la embriogénesis; el síndrome de Angelmann provoca graves deficiencias neurológicas, mientras que se cree que otros trastornos de la impronta contribuyen al autismo y la epilepsia. Incluso en los adultos, los genes impresos siguen formando parte de cascadas de señales que influyen en la salud y la enfermedad. Los trastornos de la impronta genómica adquiridos a lo largo de la vida se asocian a enfermedades como el cáncer de colon, los glioblastomas y los tumores de Wilms (cáncer renal pediátrico).
El descubrimiento de la impronta genómica y la investigación sobre la metilación del ADN abrieron la puerta a una epigenética fundamentada experimentalmente. Desde entonces, miles de investigadores han atravesado esta puerta, abriendo y cultivando un campo que está resultando muy fértil para la investigación biomédica. Gracias al trabajo pionero de Solter y Surani, la epigenética prospera hoy como ciencia de los mecanismos biológicos moleculares que regulan la expresión de los genes independientemente de los cambios en su secuencia de ADN.
Davor Solter, ciudadano estadounidense nacido en 1941, es Director Emérito del Departamento de Biología del Desarrollo del Instituto Max Planck de Inmunobiología de Friburgo (Alemania), que dirigió de 1991 a 2006. Ahora vive en Bar Harbor, Maine (EE.UU.) y es Profesor Visitante en la Universidad Mahidol de Bangkok (Tailandia) y en la Universidad de Zagreb (Croacia).
Azim Surani, ciudadano británico nacido en 1945, es Director de Investigación Germinal y Epigenética del Instituto Gurdon de la Universidad de Cambridge y Fellow del King's College de Cambridge.
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