Las duplicaciones de grandes segmentos de ADN no codificante en el genoma humano pueden haber contribuido a la aparición de diferencias entre humanos y primates no humanos, según los resultados presentados en la Reunión Anual 2017 de la Sociedad Estadounidense de Genética Humana ASHG en Orlando, Florida.Estas duplicaciones, que incluyen secuencias reguladoras, y su efecto sobre los rasgos y el comportamiento pueden ayudar a los científicos a explicar las contribuciones genéticas a las enfermedades humanas.
Paulina Carmona-Mora, PhD, quien presentó el trabajo; Megan Dennis, PhD; y sus colegas de la Universidad de California, Davis, estudian la historia de las duplicaciones específicas de humanos HSD, segmentos de ADN de más de 1,000 pares de basesque se repiten en humanos pero no en primates u otros animales. En este estudio, se enfocaron en regiones HSD que no codifican genes, sino que regulan la expresión de otros genes.
"Lo que es especial acerca de estos elementos reguladores es que tienen la propensión a afectar la expresión de genes cercanos en el mismo cromosoma, así como en otras partes del genoma", dijo el Dr. Dennis. "Esto significa que una duplicación podría afectar a muchosgenes, amplificando su impacto "
Debido a que los segmentos duplicados son más del 98% idénticos, es difícil distinguirlos, explicó el Dr. Dennis. Como resultado, fueron descartados en muchos análisis genómicos pasados. Por esta razón, los investigadores comenzaron creando un nuevo ser humanogenoma de referencia que incluía los segmentos duplicados. Esto les permitió identificar áreas que probablemente contienen potenciadores, que son elementos reguladores que aumentan la expresión de otros genes, y evaluar su efecto sobre la expresión génica en órganos y tipos de tejidos.
Por ejemplo, la duplicación del segmento SRGAP2, que tuvo lugar hace unos tres millones de años, puede estar asociada con varios rasgos neurológicos específicos de los humanos, como una corteza prefrontal más grande en el cerebro y sinapsis más eficientes, o conexiones entre células cerebralesSorprendentemente, cuando se expresó SRGAP2C humano específico en embriones de ratón de laboratorio, los ratones tuvieron resultados similares. Más allá de SRGAP2, muchos de los genes contenidos en HSD examinados se asociaron con el desarrollo neurológico, y algunos también pueden tener implicaciones para la respuesta inmune.
"Nuestros resultados apuntan a diferencias entre humanos y primates, e insinúan lo que nos hace únicos como humanos", dijo el Dr. Dennis. Además, dado que muchas de las regiones genómicas propensas a la duplicación estaban relacionadas con rasgos neurológicos, este trabajo puede sugerirfuturos caminos para los científicos que buscan explicar los mecanismos genéticos detrás de enfermedades neurológicas como el autismo, la epilepsia y la esquizofrenia.
Los investigadores actualmente están validando las regiones potenciadoras candidatas que encontraron al comparar los niveles de expresión génica entre los tipos de tejido. También están evaluando los efectos de la introducción de una duplicación en la estructura y función de los segmentos cercanos. Finalmente, están midiendo las diferencias entre los originales ancestrales y las versiones duplicadas que aparecen en las generaciones posteriores, como los cambios de secuencia desde la duplicación y los posibles efectos sobre la función.
"Tendemos a pensar en el ADN como una secuencia lineal, pero estos resultados nos recuerdan cuán dinámico es", dijo el Dr. Carmona-Mora. "Es emocionante ver que la duplicación de genes no solo juega un papel en la evolución humana, pero tal vez la duplicación de elementos reguladores también lo haga, incluso aquellos fuera de las regiones esperadas "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Sociedad Americana de Genética Humana . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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