Después de la fertilización de un óvulo, dos se convierten en uno; dos conjuntos de información genética se combinan para formar un genoma. Podemos pensar en el óvulo y el esperma como cápsulas de información con instrucciones almacenadas para comenzar una nueva vida, pero después de la fertilización, quépatada comienza la interpretación de estas instrucciones?
Investigadores del Instituto Babraham han proporcionado más piezas del rompecabezas mediante el uso de un subconjunto raro de células madre embrionarias de ratón que proporcionan un sistema 'similar' al embrión de dos células cigoto que ocurre 24 horas después de la fertilización en ratones preñados.es la etapa en la que normalmente se activa el genoma cigótico. Utilizando estas células, llamadas células '2C-like', los investigadores podrían investigar la jerarquía de eventos moleculares que tienen lugar para iniciar el genoma cigótico. Sus hallazgos de investigación se publican hoy en la revista Genes y desarrollo .
Poéticamente, el despertar del genoma ocurre a través de eventos llamados onda menor y onda mayor. Los investigadores sabían que un factor de transcripción una proteína que une el ADN para promover la expresión llamado Dux activó un rango de genes en la segunda onda principal, pero noDux iniciado o la activación del genoma en primer lugar.
"La activación del genoma es lo primero que tiene que hacer el embrión", dice la Dra. Melanie Eckersley-Maslin, investigadora postdoctoral en el Instituto Babraham. "A pesar de que es crucial para la formación del embrión, sabemos sorprendentemente poco al respecto"El sistema tipo 2C proporciona una aproximación experimental de esas células embrionarias muy tempranas y nos permite utilizar todo el arsenal de técnicas de investigación disponibles para separar lo que está sucediendo ".
Los investigadores comenzaron por la detección de factores que aumentaron el número de células raras similares a 2C en una población de células madre embrionarias de ratón, lo que indica factores positivos que pudieron promover la activación del genoma. Los investigadores identificaron dos proteínas llamadas Desarrollo asociado a la pluripotencia asociada2 Dppa2 y 4 Dppa4.
"Mirando lo que hemos descubierto sobre Dppa2 y Dppa4, se ajustan al perfil de ser responsables de poner en marcha la expresión del nuevo genoma", explica el Dr. Eckersley-Maslin. "Las proteínas ya están presentes en el huevo, así que yaallí antes de que se forme el nuevo embrión, y si eliminamos los genes Dppa2 y 4 del genoma, vemos una pérdida de células similares a 2C y la pérdida de la onda de expresión del genoma iniciada por Dux ".
El modelo propuesto por la investigación conecta la activación del genoma con la reprogramación epigenética de las células que eventualmente forman los espermatozoides y los óvulos, formando una cadena de eventos conectados que asegura la expresión de Dppa2 y 4 en los óvulos listos para iniciar la activación del genoma cuando sea el momento adecuado.
"Mirando hacia el futuro, será interesante descubrir los detalles de la activación del genoma en el desarrollo humano, ya que esta es un área inexplorada", comentó el profesor Wolf Reik, jefe del programa de investigación de epigenética en el Instituto Babraham y miembro asociado de la facultad en el WellcomeSanger Institute. "Comprender más sobre los reguladores del genoma en la vida temprana también es relevante para situaciones en las que deseamos revertir las células a su estado inicial, como la generación de células madre pluripotentes inducidas para futuros usos terapéuticos".
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Materiales proporcionado por Instituto Babraham . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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