Nuestros cerebros contienen una sorprendente diversidad de ADN. Aunque se nos enseña que cada célula de nuestro cuerpo tiene el mismo ADN, de hecho, la mayoría de las células del cerebro tienen cambios en su ADN que hacen que cada neurona sea un poco diferente.
Ahora los investigadores del Instituto Salk y sus colaboradores han demostrado que una fuente de esta variación, llamada elementos nucleares intercalados largos o L1, está presente en el 44 al 63 por ciento de las neuronas sanas y no solo puede insertar ADN sino también eliminarloAnteriormente, se sabía que estos L1 eran pequeños fragmentos de ADN llamados "genes saltadores" que se copian y pegan en todo el genoma, pero los investigadores descubrieron que también causan grandes supresiones de genes completos. Además, tales variaciones pueden influir en la expresiónde genes que son cruciales para el desarrollo del cerebro.
Los hallazgos, publicados el 12 de septiembre de 2016 en la revista Neurociencia de la naturaleza por ejemplo, puede ayudar a explicar qué nos hace únicos, por qué incluso los gemelos idénticos pueden ser tan diferentes entre sí, por ejemplo, y cómo los genes saltarines pueden salir mal y causar enfermedades.
"En 2013, descubrimos que diferentes neuronas dentro del mismo cerebro tienen varios complementos de ADN, lo que sugiere que funcionan de manera ligeramente diferente entre sí, incluso dentro de la misma persona", dice el investigador principal del estudio Rusty Gage, profesor en el Laboratorio de Salkde Genética y titular de la Cátedra Vi y John Adler de Investigación sobre Enfermedades Neurodegenerativas Relacionadas con la Edad ". Este estudio reciente revela una nueva y sorprendente forma de variación que nos ayudará a comprender el papel de los L1, no solo en cerebros sanos sino también en aquellosafectado por esquizofrenia y autismo "
En 2005, el equipo de Gage descubrió que los L1 eran un mecanismo de diversidad genómica en el cerebro. Sin embargo, no fue hasta que fue posible secuenciar todo el genoma de una sola célula que los científicos pudieron controlar la cantidad y la naturaleza de estosvariaciones.Uso de secuenciación unicelular detallada en un 2013 ciencia papel, el grupo de Gage mostró que se insertaron grandes trozos de ADN, o se eliminaron, en los genomas de las células.
Pero incluso en ese estudio, los mecanismos responsables de causar inserciones y deleciones no estaban claros, lo que dificultaba descifrar si regiones específicas del genoma tenían más o menos probabilidades de ser alteradas, así como si los genes saltarines estaban relacionados con las deleciones.
En el nuevo estudio, Gage, los primeros autores Jennifer Erwin y Apuã Paquola, y sus colaboradores desarrollaron un método para capturar mejor las variantes asociadas a L1 en neuronas sanas para la secuenciación y crearon un algoritmo computacional para distinguir las variaciones con mayor precisión queantes de.
Utilizando células madre que se disuaden para diferenciarse en neuronas en un plato, el equipo descubrió que los L1 son propensos a la ruptura del ADN. Esto se debe a que una enzima específica que mastica los puntos L1 del genoma es particularmente activa durante la diferenciación. Las personas heredan algunos L1de sus padres, y la enzima parece cortar cerca de estos puntos, encontró el grupo.
"La parte sorprendente fue que pensamos que todo lo que los L1 podían hacer era insertarse en nuevos lugares. Pero el hecho de que estén causando deleciones significa que están afectando el genoma de una manera más significativa", dice Erwin, un científico del personalen el grupo de Gage.
Gage cree que la diversidad puede ser buena para el cerebro; después de todo, aproximadamente la mitad de nuestras células cerebrales tienen grandes fragmentos de ADN perdido o insertado causado solo por L1, pero que demasiado puede causar enfermedades.
La evidencia reciente ha demostrado que las neuronas derivadas de individuos con esquizofrenia o el síndrome de Rett asociado con el autismo raro albergan más de lo normal variaciones de L1 en sus genomas. En el nuevo estudio, el equipo examinó un gen asociado a la esquizofrenia llamado DLG2,en el que la introducción de variaciones de L1 puede cambiar la expresión del gen y la maduración posterior de las neuronas. El grupo planea explorar el papel de las variaciones de L1 en otros genes y sus efectos sobre la actividad cerebral y la enfermedad.
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Materiales proporcionado por Instituto Salk . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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