Henry Heng

Henry HQ Heng es profesor de medicina molecular y genética, así como de patología, en la Facultad de Medicina de la Universidad Estatal de Wayne . Heng obtuvo su doctorado en el Hospital Universitario de Toronto para Niños Enfermos en 1994, bajo la tutela de Lap-Chee Tsui . Posteriormente, realizó una estancia postdoctoral con Peter Moens en la Universidad de York, antes de incorporarse al profesorado de la Facultad de Medicina de la Universidad Estatal de Wayne . ^{[ 1 ]}

El laboratorio de Heng se dedica a investigar una amplia variedad de temas, desde genómica, evolución y cáncer, utilizando su nuevo marco: la Teoría de la Arquitectura del Genoma (TAG). La Teoría de la Arquitectura del Genoma se centra en un enfoque de la biología orientado al genoma o cromosoma, en contraste con el enfoque tradicional orientado a los genes. Los principios fundamentales del marco incluyen la topología del genoma, la idea de que existe un nivel emergente de información a partir del orden de los genes en un cromosoma; la evolución en dos fases, un modelo de evolución que propone una fase gradual y puntuada en la evolución utilizando la evolución del cáncer como modelo; y el caos genómico, un fenómeno general de inestabilidad genómica que resulta del estrés y puede reorganizar el genoma, caracterizado por aberraciones cromosómicas no clonales (ACNC). ^{[ 2 ]}

En 2015, escribió su primer libro, Debating Cancer: The Paradox in Cancer Research . Su segundo libro, Genome Chaos: Rethinking Genetics, Evolution, and Molecular Medicine , publicado en 2019, fue finalista de los premios PROSE en 2020. ^{[ 3 ]} Por este libro, recibió el premio de la Junta de Gobernadores de Wayne State en 2020. ^{[ 4 ]}

Anteriormente se desempeñó como coeditor en jefe de la revista Molecular Cytogenetics . ^{[ 5 ]}

Heng propuso un modelo de evolución del cáncer de dos fases que alterna entre una fase macroevolutiva puntuada y una fase microevolutiva gradual. ^{[ 6 ]} En la fase macroevolutiva, la rápida reorganización del genoma inducida por el estrés crea nueva información del sistema esencial para la supervivencia del mismo. ^{[ 7 ]} En la fase microevolutiva, adaptaciones menores a nivel genético promueven el crecimiento de la población. Es importante destacar que este modelo implica que la acumulación gradual de microevolución a lo largo del tiempo no equivale a macroevolución . Un modelo evolutivo de dos fases también puede extenderse a la evolución de los organismos, ya que el cáncer ofrece una plataforma eficaz para estudiar los mecanismos de la evolución. ^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]}

Para comprender la creación y el mantenimiento de la información del sistema en relación con la complejidad y la diversidad biológicas, Heng acuñó el término «código cariotípico». Esta idea presenta el cariotipo como un código definido por la topología genómica de todos los genes y otras secuencias de ADN. De este modo, la relación física de los genes dentro de un núcleo tridimensional puede modificar la expresión genética sin alterar explícitamente ningún gen. La codificación del cariotipo diferencia la «herencia de partes», o la herencia a nivel genético, de la «herencia sistémica», que postula la existencia de propiedades emergentes en el genoma que surgen en un nivel superior al del gen. Este marco conceptual resalta la importancia de un paquete de información basado en la organización del genoma y sus implicaciones para futuros estudios genómicos y evolutivos. ^{[ 11 ]}

El caos genómico es otro término propuesto por Heng para describir el proceso de rápida reorganización del genoma durante una crisis celular, lo que da como resultado diversos genomas caóticos que muestran información de sistemas recién creados. Este fenómeno se observó ocasionalmente en estudios citogenéticos y se ignoró en gran medida hasta que se estableció un vínculo entre el caos genómico y la fase puntuada de la evolución del cáncer. ^{[ 12 ]} Recientemente se confirmó mediante la secuenciación en diferentes tipos de cáncer y se ha descrito con una amplia gama de nueva terminología (que incluye “cromotripsis”, “cromoplexia”, “cromoanagénesis”, “cromoanasíntesis”, “catástrofes cromosómicas”, “mutaciones estructurales”, “cromosomas Frankenstein”, y más). A pesar de que los diversos mecanismos moleculares individuales pueden desencadenar el caos genómico, actuando como un mecanismo de supervivencia celular, la consecuencia común es la formación de nuevos genomas listos para la selección macroevolutiva. ^{[ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]}

La herencia difusa es otro término acuñado por Heng para describir la heterogeneidad y la relación impredecible entre genotipo y fenotipo. Tradicionalmente, diversas estructuras anormales no clonales se consideraban "ruido" insignificante y resultado de errores biológicos. Para explicar el mecanismo de los distintos tipos de heterogeneidad, desde el gen hasta el genoma, incluyendo los tipos no genómicos, Heng propuso que la herencia en sí misma es heterogénea, incluso para un solo gen. Mientras que la teoría genética postula que un gen codifica un fenotipo específico y fijo, y que el impacto ambiental influye en la penetración del genotipo, la herencia difusa sugiere que la mayoría de los genes codifican un rango de fenotipos potenciales dependiendo del contexto proporcionado por otros genes y el entorno. A partir de este rango "difuso" de fenotipos potenciales, el entorno respectivo puede permitir que se "elija" el estado más adecuado. Esta herencia, que codifica un rango de fenotipos, y no solo un fenotipo fijo, se denomina herencia difusa. La herencia difusa puede observarse a nivel genético, epigenético y genómico. Además, la inestabilidad genómica puede aumentar la "imprecisión" de la herencia, lo cual resulta útil para la adaptación celular. ^{[ 16 ] [ 17 ]}

Al hablar de la función principal de la reproducción sexual, una postura generalmente aceptada sostiene que la reproducción asexual produce copias idénticas y que la función principal de la reproducción sexual es mezclar genes para lograr la diversidad necesaria para la progresión evolutiva. Al considerar una especie como un sistema, Heng sugiere que la mezcla de genes no modifica un sistema dado (especie), sino que la reproducción sexual promueve la continuidad de la especie al mantener los límites o la estructura definida por los cromosomas. Heng propone que la función principal de la reproducción sexual es la preservación de la identidad de un genoma determinado, en lugar de la promoción de la diversidad genética, como se suele creer. ^{[ 18 ] [ 19 ]}

Para resolver las crecientes sorpresas en la investigación genómica que desafían la teoría genética, Heng ha establecido la teoría de la arquitectura del genoma (TAG) con 12 principios clave, incluyendo el concepto de cómo la reorganización del genoma, en lugar de la formación de nuevos genes, define nuevas especies. Según la TAG, las reorganizaciones a nivel genómico crean nuevas especies o sistemas (que representan la macroevolución), mientras que los niveles genéticos o epigenéticos de alteración modifican una especie (que representan la microevolución). Heng afirma que el genoma o cariotipo no es simplemente un portador de ADN, sino un organizador de genes. Más precisamente, al cambiar la red de genes que influyen en el fenotipo, sin cambiar específicamente los genes en sí, los cambios en la topología genómica pueden utilizar los cambios en el cariotipo para cambiar el fenotipo. La relación entre las mutaciones genéticas, los cambios epigenéticos y los cambios genómicos puede ilustrarse mediante un modelo de paisaje de múltiples niveles, donde el paisaje local representa el estado genético/epigenético y el paisaje global representa el estado de reemplazo del genoma. Fundamentalmente, los diferentes bioprocesos requieren diferentes tipos de herencia, que deben estudiarse en diferentes paisajes. ^{[ 20 ] [ 21 ]}

Heng fue pionero en la técnica FISH de alta resolución en fibras de cromatina liberadas , lo que ha revolucionado el campo de la FISH. Este sistema, ahora conocido como Fiber-FISH, se ha utilizado ampliamente para la clonación de genes, el mapeo físico, la replicación del ADN , la variación del número de copias (CNV) y los estudios de la estructura del genoma. ^{[ 22 ] [ 23 ]}

• Heng, Henry (2019). Caos del genoma: repensando la genética, la evolución y la medicina molecular . Academic Press. ISBN 9780128136355.
• Heng, Henry (2015). Debatiendo sobre el cáncer: La paradoja en la investigación oncológica . World Scientific. ISBN 9789814520843.