Los guardianes del genoma humano que trabajan para prevenir la expresión de genes potencialmente causantes de enfermedades podrían no ser tan efectivos en sus trabajos como se pensaba anteriormente, según una nueva investigación de la Universidad de Arizona.
Los cromosomas humanos están formados por ADN, aproximadamente la mitad de los cuales incluyen restos antiguos de un tipo de virus llamado transposones. También conocidos como "genes saltadores", los transposones tienen el potencial de atacar otras partes del genoma y causar mutaciones y daños sisiempre son libres de ser expresados.
"Para evitar que los transposones interrumpan el funcionamiento de nuestros genes, las células crean una estructura llamada heterocromatina", dijo Keith Maggert, profesor asociado de medicina celular y molecular de la UA y miembro del Centro de Cáncer de la UA.
La heterocromatina, el guardián que básicamente esposa los transposones peligrosos en una maraña compacta de cadena de ADN, evita que los transposones se copien o expresen. Pero los investigadores todavía están trabajando para comprender los fundamentos de la heterocromatina, y gran parte de lo que se cree se basa en suposiciones, Dijo Maggert.
Una suposición fue que una vez que la heterocromatina se formó en un transposón, era estable, encerrada para siempre. Pero la investigación realizada por Maggert y su equipo sugiere que incluso desde el principio, algunas células no silencian los transposones, e incluso las silenciadas no estáncompletamente tranquilo
"La gente pensaba que la heterocromatina era buena en su trabajo", dijo Maggert, autor principal del artículo publicado hoy en la revista Actas de la Academia Nacional de Ciencias . "Pero la heterocromatina comete errores, por lo que se desliza de vez en cuando, parpadeando constantemente. Cada vez que deja caer la pelota, estamos en riesgo y ciertas condiciones ambientales pueden conducir a una mayor inestabilidad".
Es la hipótesis en curso de Maggert de que los transposones pueden hacer daño a medida que la heterocromatina parpadea y se vuelve inestable, lo que permite errores en la transcripción del ADN y, en última instancia, la aparición de enfermedades como el cáncer. Se requiere más investigación para confirmar este vínculo, Maggertestresado
Hasta ahora, los estudios solo podían evaluar cómo se expresaban los genes al final de la vida de una mosca de la fruta, pero los nuevos métodos del equipo permitieron observar la actividad de la heterocromatina a lo largo del desarrollo celular.
"Diseñamos un sistema para rastrear la historia del silenciamiento parpadeo a lo largo de la vida de un organismo", dijo Maggert. "Imagine un juego de pinball. Antes, solo podíamos ver si la pelota finalmente entraba en el hoyo, pero no podíamosNo veo todas las cosas interesantes: la pelota rebota contra los parachoques extraños, qué camino tomó, qué hizo antes de alcanzar ese estado final. El parpadeo era un misterio total que nadie esperaba ".
El equipo tardó años en crear el experimento, que consistió en una combinación de observaciones biológicas de moscas de la fruta, un modelo matemático novedoso y genes tomados de levaduras, medusas y corales. Le tomó cuatro años realizarlos, pero solo 24 horas paraobtener los resultados, que tienen implicaciones sobre cómo funciona la heterocromatina humana.
"Fue un día emocionante, pero también fue un día muy aterrador para ver los resultados", dijo Maggert.
Su equipo no solo aprendió que la heterocromatina es sorprendentemente inestable, sino que "lo muy inusual de la heterocromatina es que parece" recordar "si ha sido fuerte o débil esposada o no incluso después de que una célula se divide", dijo Maggert."Se borra durante la división celular y luego se restaura después. Esto se llama epigenética, el término para silenciar los transposones".
Nadie comprende aún cómo sucede.
"Siempre me ha fascinado la idea de la epigenética, y cuando comencé a trabajar en ella como estudiante de posgrado, estaba totalmente de acuerdo. Pero a medida que hice más y más investigación, ahora han pasado 20 años"Creo que todo está mal", dijo. "¿Cómo perdí la fe? La memoria requiere un mecanismo, y muchas personas inteligentes han estado buscando uno durante 20 años y han venido con las manos vacías. La falta de evidencia esno es la evidencia de la falta, pero en algún momento, comienzas a pensar, tal vez no lo encontremos "
A continuación, Maggert, que está en el tercer año de una subvención del Premio a la Investigación Transformativa de $ 2.5 millones por cinco años de los Institutos Nacionales de Salud, espera completar un estudio donde explica cómo funciona la memoria de heterocromatina sin invocar la epigenética.
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Materiales proporcionados por Universidad de Arizona . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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