La impronta parental, una forma de control genético que se transmite de padres a hijos, es mucho más dinámica de lo que se pensaba anteriormente y puede contribuir a cambios en el cerebro y otros tejidos con el tiempo. Este hallazgo de los científicos del Instituto Whitehead desafía la comprensión actual deRegulación génica a través de la metilación del ADN, desde el desarrollo hasta la edad adulta.
"Toda esta variación dinámica entre individuos y dentro de los individuos es realmente muy sorprendente", dice Rudolf Jaenisch, miembro fundador de Whitehead, quien también es profesor de biología en el MIT. "Todavía no entendemos la importancia de esto. Eses funcionalmente importante y refleja, particularmente en el cerebro, la historia de las neuronas: ¿estados de actividad, por ejemplo? Todas estas son posibilidades interesantes ".
La metilación, la unión de moléculas, conocidas como grupos metilo, al ADN, es un fenómeno epigenético que afecta la expresión génica. En general, los genes metilados se desactivan mientras que los genes no metilados están activos y listos para la transcripción. Aunque los avances en la tecnología de secuenciaciónhan producido mapas informativos de metilación en una variedad de tejidos, tales enfoques solo capturan "instantáneas" estáticas de metilación y no pueden revelar la dinámica de la metilación en tiempo real en tejidos y células individuales.
Debido a esta limitación, los investigadores han teorizado que la metilación hereditaria, también conocida como impronta parental, en gran medida se mantiene estable durante el desarrollo, excepto durante dos hitos importantes del desarrollo: después de la fertilización y durante la creación de espermatozoides y óvulos.otras veces se ha asociado con trastornos del desarrollo y cáncer.
Para investigar la metilación activa en células individuales, el investigador postdoctoral del laboratorio Jaenisch, Yonatan Stelzer, desarrolló un sistema informador que rastrea la metilación genómica en tiempo real. Cuando un gen objetivo no está metilado, el reportero tampoco está metilado, lo que desencadena la expresión de una proteína brillante que iluminala célula. Cuando el objetivo está metilado, también lo está el reportero. La proteína brillante no se expresa, dejando la célula oscura. A medida que cambia la metilación del gen objetivo, también lo hace el reportero.
En la última investigación, descrita en línea esta semana en la revista Informes de celda , Stelzer utilizó el sistema informador en ratones para descubrir que la metilación impresa en tejidos en desarrollo y adultos está regulada activamente en lugar de simplemente mantenerse de manera estable.
"Lo que vemos con el reportero en tejidos adultos es muy sorprendente y mucho más complejo de lo que pensábamos", dice Stelzer, coautor del artículo de Cell Reports. "La regulación de los resultados de metilación impresa en estos mismospatrones consistentes en diferentes tejidos e incluso de forma dependiente del tipo de célula. En el caso de las células neurales, significa que la metilación impresa está moldeando dinámicamente el cerebro adulto con el tiempo y podría desempeñar un papel en el envejecimiento. Debido a que esta impresión afecta a cientos de genesque no son codificantes, incluidos los microARN y los ARN no codificantes, es un mecanismo de ajuste muy interesante para la dosificación de la expresión génica en el cerebro y en otras partes del cuerpo ".
Aunque Stelzer señala que los resultados de su última investigación son realmente emocionantes, son solo un comienzo.
"Nuestro trabajo es la primera observación de estos cambios", dice. "Ahora necesitamos comprender sus consecuencias funcionales y el mecanismo que regula estos cambios en la metilación".
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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