Los investigadores del Instituto Whitehead han desarrollado una metodología para monitorear los cambios en la metilación del ADN a lo largo del tiempo en células individuales.
la metilación del ADN es esencial para el control adecuado de la expresión génica y la identidad celular, lo que permite que las células con el mismo material genético se conviertan, por ejemplo, en una célula nerviosa, una célula muscular o una célula de la piel. Ciertas enfermedades, incluido el cáncer,implica cambios en los patrones de metilación del ADN, y la capacidad de documentar estas alteraciones ayuda en el desarrollo de nuevas terapias.
"La metilación es realmente clave en el desarrollo, en la enfermedad y en el cáncer", dice Rudolf Jaenisch, miembro fundador de Whitehead, quien también es profesor de biología en el MIT. "Este reportero es una herramienta muy importante. Creemos que nos permitiráobservar de manera muy detallada cuestiones como la impresión durante el desarrollo y la detección de la activación de genes silenciados en enfermedades como el cáncer. Este método nos permitirá ver qué fármaco activará un gen determinado ".
Las células de un individuo dependen del mismo conjunto de genes que las instrucciones para la producción de proteínas. Las diferencias entre una célula muscular y una célula cerebral son atribuibles a diferencias en la expresión génica; es decir, qué genes se activan y desactivan. Metilación del ADN -- la adición de grupos metilo al ADN - es un mecanismo epigenético que controla la expresión génica. En la mayoría de los casos, los genes metilados se desactivan, mientras que los genes no metilados están activos.
Hasta la fecha, los científicos solo han podido estudiar la metilación en una población de células al tomar una "instantánea" de unas pocas células, un proceso que destruye las mismas células en estudio. Debido a que la mayoría de las poblaciones de células in vivo son heterogéneas, y la metilaciónpuede cambiar con el tiempo, los enfoques existentes han ofrecido una visión limitada de este control biológico fundamental.
Crear un sistema que visualice dinámicamente la metilación a nivel de una sola célula intrigó a Yonatan Stelzer, investigador postdoctoral en el laboratorio de Jaenisch. Trabajando con el estudiante graduado Chikdu Shivalila, Stelzer sintetizó un reportero de metilación de ADN que refleja si una región cercana está metilada.la región objetivo no está metilada, el reportero tampoco está metilado, lo que permite la expresión de una proteína brillante codificada por el reportero. Esta proteína ilumina la célula. Cuando el objetivo está metilado, también lo está el reportero, y la proteína brillante permanece sin expresarse, dejandola celda se apaga. A medida que cambia la metilación de la región objetivo, también cambia el reportero.
Stelzer y Shivalila describen su trabajo en el número de esta semana de la revista Celda .
"Las compañías farmacéuticas han estado interesadas en manipular la metilación en la enfermedad", dice Stelzer. "Ahora que tenemos un reportero para la metilación, pueden detectar moléculas pequeñas o genes que pueden cambiar el fenotipo de una célula. Por ejemplo, podrían buscarun medicamento que podría cambiar la hipermetilación que se ha asociado con un cáncer específico ".
Usando el método, los científicos deberían aprender mucho más sobre la metilación misma.
"Esto abre un campo de investigación completamente nuevo", dice Shivalila. "Puede usarlo para responder todas estas preguntas sobre la metilación que son completamente desconocidas, incluida la forma en que la metilación regula los patrones de transcripción y expresión génica en las células. Es muy emocionante"
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Whitehead para la Investigación Biomédica . Original escrito por Nicole Giese Rura. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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