Nuestros genomas son campos de minas, salpicados de secuencias de ADN potencialmente dañinas sobre las cuales cientos de miles de centinelas hacen guardia. Estos centinelas, llamados marcas epigenéticas, se adhieren a la doble hélice en esos puntos y evitan que las secuencias de ADN subyacentes se conviertan en una acción destructiva.
Aproximadamente la mitad del genoma humano está compuesto por estas secuencias dañinas. Son lugares donde los virus antiguos y los elementos parásitos llamados transposones y retrotransposones se han incorporado a lo largo del largo curso de la evolución. Es sorprendente, entonces, considerar eso durante dos de los másprocesos cruciales en el ciclo de vida, se eliminan los centinelas, dejando el genoma desnudo. Los defensores son bienvenidos rápidamente, pero solo después de un intervalo en el que la pizarra epigenética se limpia.
Hoy en Celda , un equipo del Laboratorio Cold Spring Harbor CSHL describe su descubrimiento de lo que podría considerarse reemplazos de emergencia para los centinelas, las tropas de choque presionadas al servicio en todo el genoma solo durante estos momentos curiosamente indefensos. Específicamente, estos defensores están protegiendo el genomaen embriones de mamíferos, en el punto más temprano de su desarrollo antes de que se implanten en la pared del útero materno.
El embrión de preimplantación es uno de los dos entornos normales en los que las marcas epigenéticas se limpian antes de volver a inscribirse. El otro entorno es un paso en la formación de células germinales, espermatozoides y óvulos, que tienen defensores temporales ya conocidos por la biología,Los llamados ARN que interactúan con piwi piRNA .La investigación publicada hoy, dirigida por el primer autor Andrea Schorn, investigador postdoctoral en el laboratorio de Rob Martienssen, demuestra que otra especie de ARN pequeño desempeña un papel análogo de defensa del genoma en embriones preimplantacionalesdurante un intervalo de reprogramación epigenética, el Dr. Martienssen es profesor de CSHL e investigador de la Fundación HHMI-Gordon y Betty Moore.
Los defensores recientemente identificados vienen en dos variedades: fragmentos de ARN que consisten en 18 y 22 nucleótidos. Estos fragmentos de ARN, descubrió el Dr. Schorn, son complementos perfectos de secuencias en retrotransposones que deben ser activados para que los parásitos genómicos se activen.
Este hecho condujo al descubrimiento. Schorn analizó el contenido de las células madre embrionarias de ratón y encontró muchos fragmentos de ARN flotantes de 18 nucleótidos de longitud. El análisis de la computadora reveló que sus secuencias coincidían perfectamente con las secuencias dentro de los ARN de transferencia. Los ARNt son ubicuos, y soninvolucrado en la síntesis de proteínas. Se sabe desde hace décadas que los tRNA son secuestrados por largos repetidores terminales LTR -retrotransposones, una parte de su secuencia de acoplamiento en un sitio de unión del cebador PBS e inicia un proceso que activa el parásito genómico.
"Sabiendo que los retrotransposones LTR necesitan ARNt para replicarse, fue muy tentador creer que estos fragmentos de ARNt de 18 nucleótidos que estábamos viendo en las células madre embrionarias de preimplantación podrían interferir con ese proceso", dice Schorn. "Creemos que la célula está deliberadamentedividiendo los ARNt de longitud completa en fragmentos más pequeños precisamente porque tanto los ARNt como los fragmentos cortados de ellos reconocen el PBS. Esto significa que los pequeños fragmentos derivados de ARNt podrían ocupar ese sitio e inhibir la replicación y movilidad del retrotransposón ", explica Martienssen.
Las implicaciones, dice Martienssen, son potencialmente profundas. Esto parece indicarnos una forma en que los genomas de los mamíferos han tolerado un gran número de transposones y otros elementos parásitos, incluso durante los períodos en que el genoma se limpia de marcas epigenéticas represivas."Es plausible que este sea un mecanismo muy antiguo que las células descubrieron que no solo inhiben los retrotransposones, sino que también ayudan a proteger contra los virus", dice Martienssen.
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Materiales proporcionado por Laboratorio Cold Spring Harbor . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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