La amplificación del genoma, mediante la cual los organismos aumentan el número de copias de genes beneficiosos en respuesta al estrés ambiental, está implicada en enfermedades como el cáncer y también en el envejecimiento. Los investigadores del programa de investigación de Epigenética del Instituto Babraham han utilizado la levadura para obtener más información sobre cómoLos círculos de ADN satélite extracromosómico se forman para transportar genes amplificados, cómo la duplicación de genes es específica para la presión ambiental y los efectos de la edad. Su investigación se publica hoy en la revista PLOS Biología .
Las células de levadura son un excelente sistema para estudiar la amplificación génica, la respuesta ambiental y el envejecimiento debido a su método reproductivo mediante el cual una célula hija se forma por una célula madre que se divide asimétricamente. Las células madre más viejas y las células hijas más jóvenes coexisten en la población y sus respuestas al medio ambienteLas tensiones se pueden comparar.
En este estudio, el grupo Houseley analizó el proceso de duplicación de genes en la levadura bajo la presión de altas concentraciones de cobre. El grupo había demostrado previamente que la levadura aumenta específicamente las copias de un gen, llamado CUP1, que permite que las células sobrevivan en altaconcentraciones de cobre que de otro modo serían tóxicas. Además de incorporar estas amplificaciones genéticas en los cromosomas, pueden existir copias adicionales del gen en las células como círculos de ADN satélite llamados ADN circular extracromosómico eccDNA, que se pueden obtener y perder rápidamente de la célula, lo que permite la flexibilidad del genoma en respuesta al medio ambiente. El último estudio se centró en cómo se forman estas estructuras y si hubo un aspecto relacionado con la edad en su formación.
El Dr. Ryan Hull, investigador del grupo del Dr. Jon Houseley dentro del programa de Epigenética del Instituto y primer autor del artículo dijo: "Este trabajo es una continuación de nuestro enfoque en comprender cómo las células logran la adaptabilidad para tener éxito en entornos desafiantes".El análisis de la creación del eccDNA respalda nuestro hallazgo de que la duplicación de genes puede ser activada y controlada activamente en respuesta al medio ambiente, en lugar de al azar, para conferir una mayor resistencia al cambio ambiental futuro ".
Dentro de una población celular, la cantidad de amplificación de genes puede variar, lo que lleva a una gran cantidad de variación en los números de copias de genes en la población. Sin embargo, los investigadores encontraron que la distribución del eccDNA no fue aleatoria durante la división celular:fueron retenidos por las células madre durante la división asimétrica.
El Dr. Jon Houseley, líder del grupo dentro del programa de Epigenética del Instituto, concluyó: "Es un fenómeno intrigante. Podemos compararlo con una póliza de seguro egoísta implementada por las células más antiguas, en la que están acumulando estos pedazos de ADN con la esperanzaque podrían conferir una ventaja evolutiva incluso a costa de algunos inconvenientes al tenerlos cerca, incluida la interferencia con las vías celulares esenciales y una posible contribución al envejecimiento ".
En el cáncer, tales círculos satélites de ADN pueden contener genes de resistencia a los medicamentos, amplificados para conferir una ventaja selectiva a las células cancerosas, y los oncogenes que impulsan el cáncer. Comprender este fenómeno puede mejorar el conocimiento de cómo se produce el mismo mecanismo en las células cancerosaspuede conducir a grandes diferencias en la efectividad de un tratamiento farmacológico.
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Materiales proporcionado por Instituto Babraham . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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