El pez cebra es un organismo modelo importante en biología. Compartimos el 70% de nuestros genes con estos pequeños peces tropicales, y se sabe que más del 80% de los genes humanos asociados con la enfermedad tienen una contraparte del pez cebra. Además, toda su secuencia del genomaha sido identificado, y es más eficiente criar peces que ratones.
Sin embargo, su desarrollo es un poco diferente al de los mamíferos. Aunque los peces se reproducen sexualmente, como todos los vertebrados, la fertilización del huevo es externa, ya que tanto el huevo como el esperma se liberan al agua. A pesar de esta importante diferencia, elLa mayoría de las secuencias involucradas en la síntesis de proteínas asociadas y la regulación del desarrollo embrionario se conserva en todas las especies.
Esto significa que algunos de los componentes básicos que dan a las células las instrucciones de cómo construir un organismo vivo se conservan en todas las especies. En lugar de deshacerse de estas secuencias, la evolución regula su expresión a través de modificaciones del ADN genómico y las proteínas histonas, alrededorqué ADN está unido. Estos "factores epigenéticos", como los llaman los científicos, determinan si los genes se vuelven funcionales o no porque alteran la composición química y / o estructural del ADN. Esta regulación de lo que se convierte en lo que es particularmente importante cuando un organismose desarrolla
Esta es la razón por la cual un grupo de científicos de Tokyo Tech, dirigido por el profesor Hiroshi Kimura, se propuso estudiar los cambios epigenéticos durante el desarrollo del pez cebra. Según el profesor Kimura, "la conservación estructural de histonas y enzimas cruciales para la transcripción es decir, ARN polimerasasII, así como el hecho de que los embriones de pez cebra son transparentes, los convierte en un modelo perfecto para estudiar el papel de estas modificaciones en el desarrollo de organismos vivos ".
Utilizando el etiquetado de modificación endógena en vivo basado en fab, o "FabLEM", una técnica para visualizar la dinámica de las modificaciones postraduccionales utilizando anticuerpos específicos en células vivas, el equipo observó ARN polimerasa II activa durante la "activación del genoma cigótico" ZGA, oEl proceso durante el cual el desarrollo del embrión queda bajo el control del cigoto o del embrión en desarrollo, en lugar del material depositado por la madre. Aunque el momento de esta transición es específico de la especie, también ocurre en los mamíferos.
Luego, el equipo comparó los cambios en la modificación de la histona con el momento de la activación del genoma. Uno de los principales hallazgos de sus estudios fue que la acetilación que se produce en la 27ª Lisina en la histona H3, o H3K27, se concentra antes de la transcripción activa.La visualización de las transcripciones del primer gen miR-430 activado junto con la acetilación de H3K27 confirmó los hallazgos, y el inhibidor de la transcripción no evitó la acumulación de acetilación de H3K27. Lo que sugieren los resultados es que la acetilación de H3K27 es un factor epigenético que despierta el genoma para la transcripción.
Debido a que la ARN polimerasa II está presente en todas las especies, el método también se puede aplicar para estudiar el desarrollo en otros organismos vivos. "Esto abre la posibilidad de realizar más investigaciones sobre el vínculo entre la regulación de la transcripción y la organización nuclear", comenta el profesor Kimura.
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Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Tokio . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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