Antes de la división celular, los cromosomas son aparentemente una confusión. Durante la división celular, los cromosomas de las células progenitoras y sus duplicados se clasifican por condensación, volviéndose miles de veces más compactos que en cualquier otro momento. Los investigadores han asumido durante mucho tiempo que los genes se vuelven "silencioso "durante la división celular, no se transcribe en proteínas o moléculas reguladoras. Esto ha dejado abierta la cuestión de cómo los genes se reactivan correctamente después de la división celular. Ahora, los investigadores de la Facultad de Medicina Perelman de la Universidad de Pennsylvania han encontrado ese genla expresión en realidad continúa durante la replicación celular. Sus hallazgos se publican esta semana en ciencia .
"Observamos esta pregunta desde el punto de vista de responder qué controla la identidad celular y cómo podemos aprovechar eso para la reprogramación celular, por ejemplo, para detener la replicación cancerosa o diseñar una célula para dirigir la dirección de su personalidad,"por así decirlo", dijo el autor principal Kenneth S. Zaret, PhD, director del Instituto Penn de Medicina Regenerativa y el Profesor Joseph Leidy de Biología Celular y del Desarrollo. "El conjunto de genes que expresa una célula determina si es una célula de la piel,célula nerviosa o una célula del músculo cardíaco, entre los 200 tipos de células diferentes que se encuentran en el cuerpo humano "
Los estudios anteriores en esta área también buscaron determinar el mejor momento para intervenir para cambiar el destino de una célula. La actual ciencia el papel pasa a explorar cómo una célula pasa de un estado genético silencioso a un grupo completamente activo de genes y moléculas reguladoras que controlan el resultado de la identidad de la célula completa.
La primera autora, Katherine C. Palozola, candidata al doctorado en el laboratorio de Zaret, es la primera en encontrar una manera de observar la actividad genética en una célula viva durante la división. Usando una línea celular de hígado humano, marcó la uridina de ácido nucleico uno de los cuatro componentes básicos del mensajero genético y lo seguimos para ver qué genes seguían activos durante la replicación.
"Nos sorprendió que la expresión de genes todavía estuviera activa, aunque a un nivel bajo, durante la replicación", dijo Palozola.
Aunque los cromosomas son extremadamente compactos durante la división celular, con secuencias de moléculas reguladoras enterradas y que anteriormente se presumía que no estaban disponibles para ser transcritas, Palozola descubrió que la mayoría de los genes y sus regiones cercanas que promueven la función de los genes todavía se expresan activamente. Descubrió cómo las células se despiertan activamente.después de la división celular y recuerde "quiénes son". Lo que finalmente impulsa la diferenciación celular son secuencias de moléculas potenciadoras ubicadas lejos del gen sobre el que actúan.
El laboratorio de Gerd Blobel en el Hospital de Niños de Filadelfia había demostrado previamente que estos modificadores lejanos "duermen" durante la división, ya que solo dura unos 30 minutos, relativamente rápido en términos biológicos, y vuelve a estar en línea después de unel ciclo de división celular está completo
"Lo más sorprendente de este estudio es que, al final, tuvimos que tirar por la ventana lo que creíamos saber sobre este aspecto básico de la regulación génica", dijo Zaret. "Los resultados indican que debemos pensarcómo se regulan los promotores, en lugar de los potenciadores, durante la división celular. Este reenfoque nos dirá cómo se retiene la identidad de una célula, tal como se define por los genes que expresa, a través de la división celular. Esperamos que mejore nuestra capacidad de cambiar deliberadamente la identidad de una célulapara crear nuevas células y tejidos para terapéutica e investigación "
Esta investigación fue financiada en parte por los Institutos Nacionales de Salud T32GM00812, 2P20GM103629, GM36477.
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Materiales proporcionado por Facultad de medicina de la Universidad de Pensilvania . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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