Los científicos de la Universidad Estatal de Florida, la Facultad de Medicina Baylor y el Instituto Broad de Harvard y el MIT han comenzado a construir en un área poco entendida de la genética humana.
En un nuevo estudio publicado en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias , los investigadores muestran que un elemento inusual de repetición de ADN en un cromosoma X inactivo es realmente esencial para la estructura tridimensional general de este fenómeno genético específico de la mujer.
Es lo que el Profesor Asociado de Ciencias Biológicas de la FSU, Brian Chadwick, describe como la "caja negra de la biología del genoma".
"Estos elementos repetidos son una de las incógnitas en nuestro genoma", dijo Chadwick. "Nadie sabe de dónde se originaron o por qué los hemos retenido, pero generalmente esto indica que realizan algunas funciones importantes aún desconocidas. Las repeticionesen el cromosoma X son particularmente interesantes, porque no se comportan como otras secuencias de ADN ".
En casi todos los mamíferos hembras, hay dos cromosomas X. Sin embargo, uno de los cromosomas está casi completamente desactivado, lo que significa que la mayoría de los genes en el cromosoma no están necesariamente dictando una función biológica. Dado que silenciar este cromosoma es esencial para el desarrollo femenino, los científicos han estado tratando de entender cómo se logra y mantiene esto.
Si bien la mayoría del cromosoma está empaquetado en un estado silencioso, hay partes que no se reproducen. Lo que es único acerca de la mayoría de estas partes es que presentan secuencias de repetición inusuales que incluyen en una ubicación la repetición en tándem extensa llamada DXZ4.
Existen repeticiones grandes similares en otras partes de otros cromosomas, y al menos una está directamente involucrada en el inicio de una forma común de distrofia muscular, mientras que otra se ha relacionado con la esquizofrenia. Pero, ¿por qué el cromosoma X contiene estas repeticiones y qué están haciendo?ha sido un misterio
El trabajo independiente anterior de ambos grupos mostró que estos elementos repetidos hacen contacto frecuente entre ellos exclusivamente en el cromosoma inactivo, generando lo que Baylor Profesor Asistente y Director del Centro de Arquitectura del Genoma Erez Lieberman Aiden acuñó "superloops".
Cuando Chadwick vio cuán complementaria era la investigación de Aiden, sugirió que se unieran para abordar juntos la cuestión de la función. En su último trabajo, los investigadores también informan que DXZ4 está involucrado en la formación de superloops en el cromosoma X inactivo en monos macacos rhesus yratones.
"En principio, la presencia de DXZ4 en un extremo de los superloops humanos podría haber sido una coincidencia", dijo Aiden, quien también es miembro de la facultad en la Universidad de Rice en Ciencias de la Computación y en el Centro de Física Biológica Teórica ". Peroel hecho de que el DXZ4 se encuentre en el sitio de superloops en las tres especies fue una pista crítica ".
Chadwick y Aiden emplearon técnicas de ingeniería genómica de vanguardia para eliminar DXZ4 de la X inactiva, generando una de las deleciones de ingeniería más grandes en células humanas hasta la fecha, y luego aplicaron enfoques innovadores y técnicas microscópicas para ver qué sucedería exactamente sieso no existía
La eliminación causó un cambio importante en la formación del cromosoma, causó el colapso de la estructura tridimensional del ADN X inactivo.
"En ausencia de esta repetición, altera significativamente el plegamiento y la organización del cromosoma X", dijo Chadwick. "Por primera vez mostró que era esencial para la correcta estructura tridimensional del cromosoma humano".
"Estamos entrando en una nueva y emocionante era de la genómica", dijo Chadwick. "Sabemos mucho sobre la expresión básica de los genes y la estructura genética. Pero lo que no sabemos es cómo funciona todo tridimensionalmente en el núcleo. Armado conestos nuevos recursos de ingeniería del genoma y las herramientas de análisis genómico de alto rendimiento de vanguardia iniciadas por laboratorios como el Dr. Aiden, estamos empezando a elegir ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Florida . Original escrito por Kathleen Haughney. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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