Los cromosomas diferencian a los hombres de las mujeres. Las células somáticas de una mujer tienen dos cromosomas X, mientras que los hombres solo tienen uno. Si ambos cromosomas X y todos sus genes fueran activos en las mujeres, tendrían el doble de copias de las proteínasque producen en los hombres. Esto, en consecuencia, provocaría un desequilibrio que perturbaría la bioquímica finamente equilibrada del cuerpo humano.
La naturaleza asegura que esto no suceda: uno de los cromosomas X se inactiva completa y permanentemente durante el desarrollo temprano de la hembra en el útero. El mecanismo responsable de esta inactivación aún no se comprende completamente. Sin embargo, la investigación en ratones ha demostrado que un ribonucleicoLa molécula de ácido ARN llamada Xist desempeña un papel fundamental en el proceso. Varios cientos de copias de esta molécula se unen a uno de los dos cromosomas X. Los científicos creen que estas moléculas de ARN se adhieren a otras moléculas que luego inactivan el cromosoma.Los investigadores dirigidos por Anton Wutz, profesor de genética en ETH Zurich, han descubierto varias de estas moléculas de inactivación.
Detección para rescatar células
Para este fin, los científicos utilizaron células madre de ratón, que exhibían dos características particulares. En primer lugar, como los óvulos no fertilizados y en contraste con las células somáticas, tenían solo una instancia de cada cromosoma. En segundo lugar, se modificaron en cierto gradoeso permitió a los científicos producir continuamente el ARN Xist. Esto condujo a la inactivación del cromosoma X único y la muerte de las células, ya que los genes necesarios para su supervivencia continua ya no se podían leer.
En un experimento de detección a gran escala usando estas células madre, los científicos pudieron identificar qué genes eran importantes para la inactivación de X. Es posible pensar en el experimento como una especie de operación de rescate para las células madre que de otro modo habrían muertoEspecíficamente, los investigadores utilizaron un virus para dañar aleatoriamente genes individuales en el material genético de una gran cantidad de células madre. Inserciones de virus que destruyeron un gen, que era necesario para que el ARN Xist inactivara el cromosoma X, el cromosoma X no estaba inactivado,y las células correspondientes sobrevivieron.
Los científicos pudieron aislar las células madre supervivientes e identificar siete genes que son centrales para la inactivación de X. Uno de ellos se llama Spen. Los científicos ya sabían que Spen produce una proteína que le permite unirse al ARN y esencialmente evitagenes que se leen. En otros experimentos, los investigadores de ETH pudieron demostrar que si una célula de ratón carece del gen Spen, las proteínas responsables de alterar la estructura cromosómica no pueden acumularse de manera tan eficiente en el cromosoma X. El profesor de ETH Wutz explica queSe requiere investigación para comprender exactamente cómo funciona este mecanismo y qué papel juegan en él los otros genes recientemente descubiertos.
La investigación fue posible gracias a los avances anteriores
"La investigación genética como esta es extraordinariamente compleja", dice Wutz. Por ejemplo, un importante conocimiento sobre la genética de los mamíferos proviene de conclusiones obtenidas por la investigación en drosophilidae moscas de la fruta, que son un organismo modelo para la biología y, enen particular, para la investigación genética. Sin embargo, a diferencia de los mamíferos, las moscas de la fruta tienen un sistema cromosómico diferente que no incluye la inactivación de X. Por lo tanto, no puede recurrir a la genética de la mosca de la fruta para encontrar candidatos genéticos en los mamíferos.
Según el profesor, los avances metodológicos realizados en los últimos años han hecho posible su investigación. La investigación de este tipo ahora es posible gracias a las células madre con el conjunto simple de cromosomas, creado por Wutz hace cinco años cuando aún estaba en la Universidadde Cambridge.
Los investigadores de ETH publicaron su trabajo en el último número de la revista científica Informes de celda . Un equipo de investigación británico también publicó sus hallazgos en el mismo número. Usando un método diferente - interferencia de ARN - descubrieron varios de los genes involucrados en la inactivación de X. Uno de ellos es Spen.
Ligeras diferencias en humanos
Los genes para Xist y Spen también se encuentran en humanos. Por lo tanto, como señala Wutz, esta investigación nos ofrece una idea del sistema humano, al menos a nivel teórico, ya que la genética del ratón no se puede asignar directamente a los humanos.
Hace unos años, un equipo de investigadores franceses postuló que, además de Xist, los humanos también tienen otro sistema que garantiza que el cromosoma X único en los hombres y uno de los dos cromosomas X en las mujeres permanezcan activos. Este sistema activador funcionano existe en ratones. Debido a la interacción de los factores de activación e inactivación, la regulación de los cromosomas X en humanos podría ser más complicada de lo que se pensaba originalmente. Los genetistas que desean comprender estos procesos en detalle todavía tienen mucho trabajo por delante.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por ETH Zúrich . Original escrito por Fabio Bergamin. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :