Los científicos del IMBA Instituto de Biotecnología Molecular de la Academia de Ciencias de Austria descubrieron que la división de los óvulos de mamíferos depende de las proteínas de la cohesina que abarcan los cromosomas antes del nacimiento y no se renuevan a partir de entonces. El complejo de la cohesina es notablemente longevopero finalmente perdió irreversiblemente de los cromosomas. La incapacidad de los óvulos para renovar los lazos que mantienen unidos a los cromosomas podría contribuir a la segregación y aneuploidía de los cromosomas relacionados con la edad materna, lo que lleva a la producción de fetos trisómicos. Estas ideas proporcionan una posible explicación de las causas molecularesdel efecto de la edad materna.
La edad materna es el factor de riesgo más importante que conduce a la producción de fetos con trisomía, como tres copias del cromosoma 21 o el Síndrome de Down. Tres copias de un cromosoma pueden ser el resultado de una falla en la segregación precisa de los cromosomas en el óvulo,retener erróneamente dos copias maternas y adquirir una copia paterna de los espermatozoides después de la fecundación. Las causas del aumento de los embarazos trisómicos en madres mayores han permanecido esquivas.
Una hipótesis clave se centra en un complejo de proteínas en forma de anillo llamado cohesina. Abarca los cromosomas replicados, lo que se conoce como "cohesión" y los mantiene unidos hasta la división celular. La pérdida precoz de cohesina antes de la división celular puede provocardesagregación cromosómica y aneuploidía.
"Hace unos años, los científicos observaron que se pierde la cohesina de los cromosomas en los óvulos envejecidos. Se supone que las causas de los trastornos genéticos, como el síndrome de Down, se encuentran en la pérdida de cohesina y la cohesión debilitada", dice Sabrina Burkhardt,candidato doctoral en el grupo de investigación de Kikue Tachibana-Konwalski en el IMBA y primer autor de un estudio publicado en la revista Biología actual . Burkhardt explica los antecedentes del trabajo: "Al igual que cada célula, también el óvulo se somete a un proceso de envejecimiento en el cuerpo de una mujer. Las mujeres ya nacen con un número fijo de óvulos, todos capturados en una etapa detenida de la meiosis".. Cuando una mujer entra en la pubertad, los óvulos comienzan a ovular uno tras otro. Durante la detención, los niveles de cohesina disminuyen y se cree que la cohesión se debilita con el tiempo ".
"Estamos estudiando los mecanismos de cómo los cromosomas se mantienen unidos por el complejo de cohesina desde el nacimiento hasta la ovulación en los óvulos", explica Kikue Tachibana-Konwalski. El estudio se basa en su trabajo postdoctoral realizado en la Universidad de Oxford. Allí, ella investigó si la cohesión se renueva en los ovocitos durante las 2-3 semanas previas a la ovulación. Los investigadores no encontraron recambio detectable durante este período, proporcionando la primera evidencia de que la cohesina de los óvulos es de larga duración, al menos en el orden de semanas.El hallazgo fue realmente notable, ya que la mayoría de las proteínas en las células del cuerpo se intercambian en unas pocas horas.
En el estudio reciente, Sabrina Burkhardt y sus colegas proporcionan más información sobre el misterioso mundo de la célula de huevo. "El ensayo que desarrollé como un postdoc se puede tomar como un experimento de prueba de principio que nos permitió abordar la pregunta clave,a saber si la cohesión se renueva en absoluto en los ovocitos adultos o si se construye exclusivamente antes del nacimiento ", dice Kikue Tachibana-Konwalski. El equipo de investigación llevó a cabo experimentos para distinguir entre dos hipótesis: o bien la cohesina se da vuelta y se genera nueva cohesión en los ovocitos adultos, o la cohesina crea cohesión en los ovocitos fetales y se mantiene sin recambio después del nacimiento.
Utilizando una combinación de genética de ratones, microscopía de lapso de tiempo y tecnología TEV basada en un virus vegetal, el equipo descubrió que la cohesina crea cohesión en los ovocitos fetales y se mantiene durante al menos cuatro meses en ratones adultos.
"Nuestros resultados respaldan la hipótesis de que la cohesina mantiene los cromosomas juntos durante mucho tiempo. Por lo tanto, estamos entusiasmados con la posibilidad de que la cohesina sea el complejo proteico más longevo en una célula metabólicamente activa estudiada hasta la fecha".dice Tachibana-Konwalski. "El complejo de cohesina abarca los cromosomas replicados durante meses sin renovación en los huevos de ratón. Si se extiende al ser humano, estos resultados implican que la cohesina podría unir cromosomas en los óvulos de las mujeres durante décadas sin renovación. La pérdida de cohesina de los cromosomas conpor lo tanto, es probable que la edad sea irreversible ". El siguiente paso será investigar las causas moleculares de la pérdida de cohesina de los cromosomas en el envejecimiento de los ovocitos.
La relevancia de este estudio está representada en las estadísticas: el número de mujeres que dan a luz a un hijo después de los 35 años sigue aumentando. En Austria, la edad promedio de las madres primerizas era de 24 años en 1985; en 2013, había aumentado a 29. Hoy en día existe una clara tendencia hacia la maternidad tardía y el mayor riesgo asociado de embarazos trisómicos.
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Materiales proporcionado por Instituto de Biotecnología Molecular . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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