Los cromosomas artificiales humanos HAC podrían ser herramientas útiles para comprender cómo funcionan los cromosomas de mamíferos y crear sistemas biológicos sintéticos, pero durante los últimos 20 años, han estado limitados por un centrómero artificial ineficiente. En la revista Celda el 25 de julio, los investigadores anuncian que han avanzado en este componente clave.
"El centrómero solía llamarse la caja negra del cromosoma", dice Ben Black, profesor de bioquímica y biofísica de la Universidad de Pensilvania. "Si está estudiando algún tipo de proceso biológico, desea poderconstruirlo, y ahí es donde hemos progresado aquí "
En los mamíferos, los centrómeros, el punto central del cromosoma en forma de X, aseguran que un cromosoma se hereda cuando una célula se divide, actuando como un ancla para las fibras del huso que tiran del cromosoma duplicado a la mitad. La secuencia genética deun centrómero humano natural es miles de repeticiones de una secuencia de pares de bases 171. El ADN centromérico también debe modificarse epigenéticamente en la célula para funcionar correctamente. Se cree que estas marcas epigenéticas proteínas y etiquetas químicas a lo largo del ADN se establecen en los centrómeros.por las proteínas CENP humanas.
Los HAC de primera generación se han basado tanto en la secuencia de centrómero repetitivo como en CENP-B. Pero la secuencia repetitiva hace que los centrómeros sean difíciles de clonar para su estudio en el laboratorio. Por lo tanto, "todos los cromosomas sintéticos que se han informado recientemente utilizan enfoques queeliminar intencionalmente elementos repetitivos ", dice Black, lo que hace que sea imposible hacer la transición de las técnicas que funcionan en los cromosomas artificiales de levadura a HAC.
El equipo de Black ahora ha creado dos nuevos HAC: ninguno usa CENP-B y uno no es repetitivo ". Queríamos ver si podemos romper las reglas al otorgar el ADN que ponemos en la célula con marcadores epigenéticos desde el principio".", dice Black. Sus mejoras eliminan el requisito de CENP-B, hacen que los HAC se hereden de manera más confiable en el cultivo celular y brindan la oportunidad para que los investigadores los estudien con enfoques genómicos, lo que anteriormente era imposible".
CENP-B, aunque no es esencial para los cromosomas naturales, hasta ahora se suponía que era necesario para la formación de centrómeros artificiales. Una proteína estrechamente relacionada, CENP-A, es en realidad el marcador epigenético esencial para los centrómeros, y Black y su equipo tienenha sido capaz de dirigir el ensamblaje de CENP-A en el ADN HAC entrante.
La HAC de próxima generación hecha por Black y su equipo permitirá un estudio más exhaustivo de los componentes esenciales de los cromosomas funcionales. Debido a que una versión de su HAC no tiene la sección de repetición larga, el equipo de Black pudo utilizar enfoques genómicos paraanalizar la secuencia donde se formaron los centrómeros. Los HAC más confiables también abrirán la puerta a sistemas biológicos sintéticos complejos que requieren secuencias más largas que pueden caber en los virus, el modo común actual de entregar sistemas genéticos sintéticos.
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Materiales proporcionados por prensa celular . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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