La senescencia celular, cuando una célula ya no puede dividirse, es una etapa programada en el ciclo de vida de una célula. A veces, como en el envejecimiento, deseamos que no ocurra tanto y, a veces, como en el cáncer, lo deseamosocurriría más. Debido a sus importantes impactos en la salud, los biólogos desearían poder explicar más sobre lo que sucede en las células cuando la senescencia se afianza. Un nuevo estudio ayuda al mostrar que los cromosomas se transforman de alguna manera, alterando sus patrones de expresión génica.
"Hay una reconfiguración de su estructura tridimensional, que fue algo inesperado en mi opinión", dijo Nicola Neretti, profesora asistente de biología en la Universidad de Brown y autora principal del estudio en Avances científicos .
En general, el equipo de Neretti descubrió que los cromosomas se vuelven mucho más compactos, aunque algunas partes de ellos se expanden en volumen. Un análisis de su organización espacial descubre que la mayoría de los genes se mueven a áreas llamadas compartimentos "B" que están bloqueados por cromatina herida herméticamenteevita su expresión. Muchos, sin embargo, se mueven a compartimentos "A" que son más flojos y, por lo tanto, más abiertos a la expresión génica.
Los tipos de genes afectados por estos cambios a menudo son relevantes para la senescencia. En su análisis, por ejemplo, los científicos descubrieron que aproximadamente uno de cada ocho genes asociados con la proliferación celular y otras funciones celulares relevantes cambian de compartimentos A relativamente flojos acompartimentos B más restrictivos.
El estudio combinó dos técnicas. La captura de conformación cromosómica "Hi-C", publicada por primera vez en 2009, les permitió descubrir los cambios en la posición de los genes en los compartimentos de cromatina A o B. Mientras tanto, con la técnica de imagen "FISH" fluorescenciahibridación in situ marcaron fluorescentemente diferentes puntos en el cromosoma para medir directamente la distancia física entre ellos. Eso reveló cambios físicos generales como el tamaño y la compacidad de los cromosomas antes y después de la senescencia. Los investigadores tomaron imágenes de cromosomas usando muchas sondas FISH,técnica llamada "pintura cromosómica", que les permite resaltar cromosomas individuales completos y sus partes constituyentes dentro del núcleo.
"El Hi-C le brinda mucha información sobre lo que sucede localmente en el genoma, pero no le brinda información sobre las distancias físicas, por eso nos mudamos a FISH", dijo Neretti. "Pescamos"fuera de las distancias "
FISH y la pintura cromosómica, por ejemplo, mostraron qué partes del cromosoma se volvieron más compactas y cuáles se expandieron. En su investigación, los científicos vieron que mientras los brazos de los cromosomas y los "telómeros" en sus puntas se contraían, los relativamente pequeñosmedio - el centrómero - expandido. Dentro del centrómero ciertas áreas de ADN repetitivo llamadas satélites alfa se expandieron dramáticamente y se expresaron.
Toda esta información les permitió crear los primeros modelos tridimensionales de cómo cambian los cromosomas en las células senescentes, dijo Neretti.
El estudiante graduado Steven Criscione del laboratorio de Neretti y el becario posdoctoral Marco De Cecco del laboratorio de John Sedivy co-dirigieron el trabajo. Neretti también elogió las contribuciones de dos coautores universitarios, Benjamin Siranosian y Yue Zhang.
Los resultados siguen a un estudio realizado hace dos años por muchos de los mismos autores, que también incluyen a Jill Kreiling, profesora asistente investigación de biología. Mostraron que un corolario molecular del envejecimiento es que las células senescentes pierden su agarre de cromatina a menudosecuencias dañinas de ADN llamadas transposones, que conducen a una mayor replicación de esos elementos "rebeldes".
Neretti dijo que ahora el equipo está profundizando en los interruptores del compartimiento entre A y B que cambian la regulación de los genes en las células senescentes frente a las no senescentes. Esperan comprender y modelar esas transiciones y sus consecuencias con mayor detalle.
La nueva investigación ayuda a responder una pregunta fundamental sobre qué cambios genéticos vienen junto con la senescencia, dijo Neretti. Esa respuesta podría tener un significado clínico. Ahora que saben algo sobre los cambios físicos en curso en los cromosomas, los científicos podrían buscar elLas proteínas que probablemente median estos cambios, dijo. Tal vez en el futuro, apuntar a estas proteínas podría proporcionar una forma de desacelerar la senescencia o acelerarla.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Brown . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Cite esta página :