Los científicos han descubierto una red de genes y elementos genéticos reguladores en el revestimiento de los intestinos que se ha mantenido notablemente igual desde los peces hasta los humanos. Muchos de estos genes están relacionados con enfermedades humanas, como enfermedades inflamatorias intestinales, diabetes y obesidad.
Los resultados, que aparecen en la revista PLOS Biología establezca el pez como una plataforma experimental para estudiar cómo esta antigua información genética, destilada durante 420 millones de años de evolución, controla el desarrollo y la disfunción del intestino.
"Nuestra investigación ha descubierto aspectos de la biología intestinal que se han conservado bien durante la evolución de los vertebrados, lo que sugiere que son de importancia central para la salud intestinal", dijo John F. Rawls, Ph.D., autor principal del estudio y asociadoprofesor de genética molecular y microbiología en la Facultad de Medicina de la Universidad de Duke. "Al hacerlo, hemos construido una base para estudios mecanicistas de la biología intestinal en sistemas modelo no humanos como peces y ratones que serían imposibles de realizar solo en humanos".
El intestino cumple una variedad de funciones importantes que son comunes a todos los vertebrados. Absorbe nutrientes, estimula el sistema inmunitario, procesa toxinas y medicamentos, y proporciona una barrera crítica contra los microorganismos. Los defectos en las células epiteliales intestinales que recubren el intestino tienenha estado implicado en un número creciente de dolencias, incluidas enfermedades inflamatorias del intestino, cáncer colorrectal, alergia alimentaria, diabetes, obesidad, desnutrición y diarreas infecciosas.
Durante décadas, los científicos han confiado en modelos animales para recopilar información sobre las células epiteliales intestinales que podrían ayudar a combatir las enfermedades humanas. Pero no estaba claro cuán similares eran estas células en múltiples especies.
En este estudio, Rawls y su equipo utilizaron un enfoque de biología comparativa para abordar esa cuestión. El investigador asociado Colin R. Lickwar, Ph.D., y sus colegas generaron datos de todo el genoma a partir de células epiteliales intestinales en cuatro especies evolutivamente distantes: pez cebra, peces espinosos, ratones y humanos. Lickwar creó mapas para cada una de las especies que representan no solo el nivel de actividad de todos los genes, sino también la ubicación de secuencias genéticas específicas o elementos reguladores que activaron y desactivaron esos genes.
Lickwar se sorprendió al encontrar una sorprendente cantidad de similitud entre las diferentes especies de vertebrados. Identificó un conjunto común de genes, una firma de células epiteliales intestinales, algunos de los cuales habían compartido patrones de actividad en regiones específicas a lo largo de la longitud delintestino. Además, muchos de los genes incluidos en esta firma conservada habían estado implicados previamente en una variedad de enfermedades humanas. Lickwar y Rawls se preguntaron si esta firma genética conservada estaba controlada por elementos reguladores que también podrían compartirse entre las especies.
Para comprobar si este era el caso, tomaron varios elementos reguladores de peces, ratones y humanos y los pegaron en el pez cebra. Debido a que el pez cebra son organismos transparentes, los investigadores podrían buscar patrones de color bajo el microscopio para determinar si un verdeLa proteína fluorescente o la proteína fluorescente roja, que habían insertado junto con el elemento regulador, habían sido activadas en el intestino y encontraron que los interruptores reguladores trasplantados de las otras especies funcionaban en el pez cebra, lo que indica un notable nivel de conservación.
"Nuestros hallazgos sugieren que las células epiteliales intestinales usan un antiguo programa central para hacer su trabajo en el cuerpo de la mayoría de los vertebrados", dijo Lickwar, quien es el autor principal del estudio. "Ahora que hemos identificado este programa central, podemostraducir más fácilmente los resultados entre los humanos y el pez cebra "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Duke . Original escrito por Marla Vacek Broadfoot. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :