Investigadores del Instituto Hubrecht KNAW - Países Bajos y el Instituto Max Planck en Münster Alemania han revelado cómo una proteína esencial ayuda a activar el ADN genómico durante la conversión de células humanas adultas regulares en células madre. Sus hallazgos sonpublicado en el Revista biofísica .
La identidad de una célula es impulsada por el ADN que es "leído" o "no leído" en cualquier momento. La señalización en la célula para comenzar o detener la lectura del ADN ocurre a través de proteínas llamadas factores de transcripción. Los cambios de identidad ocurren naturalmente durante el desarrollo a medida que las célulastransición de una célula no designada a un tipo de célula específico. Como resultado, estas transiciones también se pueden revertir. En 2012, los investigadores japoneses recibieron el premio Nobel por ser el primero en empujar una célula cutánea normal hacia atrás a una célula madre.
Una comprensión más completa de los procesos moleculares hacia las terapias con células madre
Hasta ahora, se desconoce cómo la conversión de una célula de la piel en una célula madre ocurre exactamente, a escala molecular ". Comprender completamente los procesos con detalles atómicos es esencial si queremos producir tales células para pacientes individuales en el futurode manera confiable y eficiente ", dice el líder de investigación Vlad Cojocaru del Instituto Hubrecht." Se cree que tales tipos de células modificadas pueden ser en el futuro parte de la solución a enfermedades como el Alzheimer y el Parkinson, pero el proceso de producción tendría queser más eficiente y predecible "
factor de transcripción pionero
Una de las principales proteínas involucradas en la generación de células madre es un factor de transcripción llamado Oct4. Induce la expresión génica, o actividad, de las proteínas que 'reinician' la célula adulta en una célula madre. Esos genes inducidos están inactivos en ellas células adultas y residen en estados cerrados y cerrados de cromatina, la estructura que almacena el ADN en el núcleo celular. Oct4 contribuye a la apertura de la cromatina para permitir la expresión de los genes. Por esto, Oct4 es conocida como una transcripción pionerafactor.
Los datos de Cojocaru y su candidato a doctorado - y primer autor de la publicación - Jan Huertas muestran cómo Oct4 se une al ADN en los llamados nucleosomas, las estructuras nucleares repetitivas en la cromatina. Cojocaru: "Modelamos Oct4 en diferentesconfiguraciones. La molécula consta de dos dominios, uno de los cuales es capaz de unirse a una secuencia de ADN específica en el nucleosoma en esta fase del proceso. Con nuestras simulaciones, descubrimos cuáles de esas configuraciones son estables y cómo la dinámica de los nucleosomasinfluir en la unión del 4 de octubre. Los modelos fueron validados por experimentos realizados por nuestros colegas Caitlin MacCarthy y Hans Schöler en Münster ".
un paso más cerca de los factores de ingeniería
Esta es la primera vez que las simulaciones por computadora muestran cómo un factor de transcripción pionero se une a los nucleosomas para abrir la cromatina y regular la expresión génica. "Nuestro enfoque computacional para obtener los modelos Oct4 también se puede utilizar para detectar otros factores de transcripción y descubrir cómose unen a los nucleosomas ", dice Cojocaru.
Además, Cojocaru quiere refinar los modelos actuales de Oct4 para proponer una estructura final para el complejo de nucleosomas Oct4. "Desde hace casi 15 años, sabemos que Oct4 junto con otros tres factores pioneros transforma las células adultas en células madre. Sin embargo,, todavía no sabemos cómo funcionan. La determinación de la estructura experimental para un sistema de este tipo es muy costosa y requiere mucho tiempo. Nuestro objetivo es obtener un modelo final para la unión de Oct4 al nucleosoma combinando simulaciones por computadora con diferentes experimentos de laboratorio., nuestro modelo final nos dará la oportunidad de diseñar factores de transcripción pioneros para la producción eficiente y confiable de células madre y otras células necesarias en la medicina regenerativa ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Hubrecht . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :