Los científicos del Instituto de Investigación del Centro Médico Infantil de UT Southwestern CRI han desarrollado un sistema innovador para identificar y caracterizar los componentes moleculares que controlan las actividades de las secuencias reguladoras de ADN en el genoma humano.
El genoma, que es el complemento completo del ADN humano, incluidos todos los genes que codifican proteínas, tiene casi 3 mil millones de pares de bases. A pesar de su gran tamaño, solo el 2 por ciento de nuestro genoma codifica proteínas. El otro 98 por ciento está compuesto porregiones no codificantes que regulan dónde y cuándo se activan los genes codificadores de proteínas. Estas regiones no codificantes han sido identificadas repetidamente por la genética humana y los estudios genómicos del cáncer como posibles impulsores de enfermedades humanas como el cáncer.
Es necesario comprender mejor estas regiones reguladoras y los principios subyacentes que guían la activación y desactivación de los genes para descubrir cómo se desarrollan las enfermedades y encontrar nuevos tratamientos. Sin embargo, las herramientas para identificar estas regiones no codificantes y comprender cómo funcionanson limitadas. Requieren la identificación previa de los factores proteicos que regulan estas regiones, dependen de la disponibilidad de reactivos como los anticuerpos, y a menudo necesitan manipulaciones genéticas sofisticadas.
El nuevo sistema, desarrollado por investigadores en el laboratorio del Dr. Jian Xu y publicado en el último número de Celda , está allanando el camino para una mirada en profundidad a estos elementos genéticos reguladores. Este sistema, llamado CAPTURE Purificación de afinidad CRISPR in situ de elementos reguladores, proporciona un enfoque para aislar simultáneamente proteínas asociadas a la secuencia genómica, así como susInteracciones de ARN y ADN.
"La capacidad que CAPTURE nos brinda para aislar y analizar todo el conjunto de factores que regulan nuestro ADN ofrece muchas posibilidades para estudiar cómo las diferentes proteínas controlan la función del genoma en el cáncer y las células madre", dijo el Dr. Xu, autor principal del estudioy Profesor Asistente en CRI en UTSW y el Departamento de Pediatría. "También abre una vía completamente nueva para encontrar nuevos objetivos de medicamentos".
El método CAPTURE se desarrolló reutilizando el sistema de edición genómica CRISPR, incluida la proteína 9 asociada a CRISPR Cas9, una enzima guiada por ARN que se une al ADN. CAPTURE funciona mediante el uso de ARN guía para dirigir una versión desactivada de Cas9 dCas9 a los elementos de ADN que los investigadores quieren estudiar. Luego, dCas9, junto con otras proteínas, ARN y secuencias de ADN asociadas con la posición de dCas9 en el cromosoma sus loci genómicos, puede aislarse y estudiarse.posible identificar y caracterizar regiones reguladoras genómicas, y sus proteínas asociadas, en todo el genoma.
Utilizando CAPTURE, el laboratorio del Dr. Xu identificó con éxito muchas proteínas nuevas y asociadas a los telómeros humanos como prueba de principio. Los telómeros, que son secuencias cortas y repetitivas de ADN en los extremos de los cromosomas, protegen nuestros cromosomas de la formación de fragmentos o la fusión con los vecinos.Luego, los investigadores descubrieron nuevos mecanismos que regulan la expresión aberrante del gen de la beta-globina en las células sanguíneas humanas. La beta-globina es una parte vital de una proteína más grande conocida como hemoglobina que es responsable del intercambio de oxígeno y dióxido de carbono entre nuestros pulmones y el cuerpo.tejidos. La expresión alterada de los genes de la beta-globina se asocia con trastornos hemoglobínicos hereditarios, como la enfermedad de células falciformes, que actualmente afecta al 5 por ciento de la población mundial.
"El análisis imparcial del genoma por CAPTURE proporciona a los investigadores biomédicos una nueva herramienta poderosa para descifrar los principios reguladores subyacentes. Esta nueva herramienta avanzará nuestra comprensión del genoma humano y las variaciones genéticas en una variedad de enfermedades", dijo el Dr. Xu.
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Materiales proporcionado por UT Southwestern Medical Center . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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