Con una nueva técnica innovadora, los investigadores de la Universidad de Copenhague han logrado identificar una proteína responsable de la transmisión de la memoria celular cuando las células se dividen. El hallazgo es crucial para comprender el desarrollo de una célula a todo el cuerpo.
Las células de nuestro cuerpo se dividen constantemente a lo largo de la vida. Pero, ¿cómo recuerdan las células si deben desarrollarse en una piel, hígado o células intestinales? Es una pregunta que ha intrigado a los científicos durante muchos años. Ahora, científicos de la Facultad de Salud y MedicinaCiencias y la Facultad de Ciencias de la Universidad de Copenhague se han acercado un poco más a comprender este proceso.
Han desarrollado una técnica que brinda una nueva visión de la llamada memoria celular epigenética. Con la nueva técnica, llamada SCAR-seq, los investigadores han podido abordar cómo se transmite la información epigenética almacenada en las proteínas histonas cuando se copia el ADNy las células se dividen. El nuevo estudio acaba de ser publicado en la revista científica ciencia .
"Hemos desarrollado una nueva herramienta para observar la transmisión de información basada en proteínas en general y cómo contribuye a la memoria epigenética de las células de mamíferos. Por primera vez, podemos ver qué proteínas están en las dos nuevas cadenas de ADN quese forman cuando el ADN se copia durante la división celular. Por lo tanto, ahora podemos investigar cómo la información basada en proteínas se hereda y se propaga a las células hijas ".
"Esta es la primera vez que tenemos evidencia directa de que una proteína específica está vinculando la transmisión de información epigenética en las histonas con la replicación de la información genética en el ADN. Sabíamos que la información basada en histonas tenía que transmitirse a ambas cadenas de ADN nuevasde una forma u otra, pero no sabíamos cómo ", dice Anja Groth, profesora del Centro de Investigación e Innovación Biotecnológica de la Universidad de Copenhague y coautora del estudio.
Dentro de la célula humana, nuestro ADN está envuelto alrededor de las proteínas histonas. Juntos forman una estructura llamada cromatina. Cuando una célula se divide, es crucial que tanto el ADN como toda la estructura de la cromatina se copien con precisión. La cromatina almacena información epigenética que afectaqué genes se van a expresar, es decir, la información epigenética en nuestras células ayuda a controlar qué genes se "activan" y "desactivan".
MCM2 es responsable de la segregación adecuada de las histonas a las células hijas
En el nuevo estudio, los investigadores han estudiado las células madre embrionarias de ratones. Con SCAR-seq, los investigadores han podido identificar una proteína que es responsable de la transferencia de proteínas histonas de la cadena de ADN antigua a las dos nuevasCadenas de ADN durante la replicación, es decir, MCM2. Los investigadores han tenido MCM2 en su modelo de trabajo durante mucho tiempo, pero no fue posible determinar su función exacta antes del desarrollo de la tecnología SCAR-seq.
"Ha sido una pregunta recurrente si la transferencia de histonas con sus modificaciones químicas fue completamente aleatoria durante la replicación del ADN. En nuestro estudio, mostramos que no es un proceso aleatorio sino altamente controlado. Nuestros datos muestran que las histonas tienenuna preferencia por una cadena de ADN, la llamada cadena principal, pero que MCM2 contrarresta este sesgo y asegura que haya casi simetría entre las dos nuevas cadenas de ADN, es decir, una distribución uniforme de la información basada en histonas ".
"Cuando interrumpimos ese mecanismo, toda la información basada en histonas se transfirió a una cadena de ADN, a saber, la cadena principal, y no a la otra cadena rezagada. Esto significa que esta función de MCM2 es esencial para las dos cadenas de ADN nuevaspara recibir la misma información almacenada en las histonas ", dice el coautor del estudio Robin Andersson, profesor asistente del Departamento de Biología de la Universidad de Copenhague.
Los investigadores aún no saben cómo se ve afectada la capacidad de las células embrionarias para formar otros tipos de células cuando se interrumpe la función de MCM2 que asegura la segregación adecuada de las histonas. Esto significa si estas células aún pueden contribuir a la formación de un todoratón. Entre los científicos se discute con frecuencia la importancia de la información sobre histonas para la identidad de una célula y las decisiones sobre el destino de la célula. Esta será la siguiente pregunta que los investigadores investigarán.
"Comprender esta primera parte del mecanismo de cómo las células hijas heredan las histonas y sus modificaciones de la célula madre tiene mucho potencial. Ahora, podemos comenzar a abordar qué importancia tiene realmente esta transferencia de información basada en proteínas para la célulay para el desarrollo del organismo. Esa es nuestra perspectiva a largo plazo ", dice la profesora Anja Groth.
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Materiales proporcionado por Universidad de Copenhague, Facultad de Ciencias Médicas y de Salud . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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