Con los avances en genómica, los científicos están descubriendo componentes adicionales del alfabeto de ADN en animales. ¿Estas modificaciones químicas inusuales del ADN tienen un significado especial, o son solo signos de que las máquinas celulares están cometiendo errores?
Los genetistas de la Facultad de Medicina de la Universidad de Emory, dirigidos por Peng Jin, PhD, han estado estudiando una modificación del ADN que no se entiende bien en los animales: la metilación de la letra A del ADN adenina. Han descubierto que aparece más en elcerebro bajo condiciones de estrés, y puede tener un papel en los trastornos neuropsiquiátricos.
Los resultados están programados para su publicación en Comunicaciones de la naturaleza .
La metilación en la letra C del ADN citosina generalmente apaga los genes y es una parte importante de la regulación epigenética, una forma para que las células cambien la forma en que se lee el código del ADN sin alterar las letras del ADN. La metilación describe una marca que consiste en unátomo de carbono extra y tres hidrógenos: -CH3.
¿Qué sucede si aparece metilación en la adenina? En las bacterias, la N6-metiladenina es parte de cómo se defienden contra la invasión de los fagos virus que infectan a las bacterias. La misma modificación se identificó recientemente como presente en el ADN de insectos y mamíferos, peroEste florecimiento epigenético ha estado esperando una explicación completa de su función.
Solo para comenzar, tener ese CHCH extra que sobresale del ADN podría interferir con las proteínas que se unen al ADN y dirigen la actividad genética. Para la metilación en C, los científicos saben mucho sobre las enzimas que lo atrapan, lo agregan obórrelo. Para la metilación A, se sabe menos.
"Encontramos que el 6-metil A es dinámico, lo que podría sugerir un papel funcional", dice Jin. "Dicho esto, las enzimas que reconocen, agregan y borran este tipo de metilación del ADN siguen siendo misteriosas".
Parece que las enzimas que agregan grupos metilo a A cuando es parte del ARN no están involucradas, agrega.
El primer autor Bing Yao, PhD, profesor asistente de genética humana, estableció recientemente su propio laboratorio en Emory para examinar estas y otras partes emergentes del alfabeto de ADN. Jin es vicepresidente de investigación en el Departamento de Genética Humana.
En el artículo de Nature Communications, Yao, Jin y sus colegas observaron la región de la corteza prefrontal del cerebro en ratones sometidos a estrés, en modelos estándar para el estudio de la depresión prueba de natación forzada y prueba de suspensión de la cola.
En estas condiciones, la abundancia de N6-metiladenina en el ADN de las células cerebrales aumentó cuatro veces, descubrieron los científicos. La modificación del ADN se detectó con dos técnicas sensibles: cromatografía líquida / espectrometría de masas y unión a un anticuerpo contra N6-metiladenina: la abundancia máxima es de aproximadamente 25 partes por millón, que no es tan alta, pero parece estar limitada a ciertas regiones del genoma.
La modificación de metil-A tendió a aparecer más en regiones que se encontraban entre genes y se excluyó principalmente de las partes del genoma que codifican proteínas. La pérdida de metil-A se correlaciona con genes que están regulados por estrés, lo que sugiere que algo eliminaalrededor de genes activos. Parece que hay alguna "conversación cruzada" entre la metilación A y C, agrega Jin.
Los genes que llevan cambios de 6 mA inducidos por el estrés se superponen con los asociados con los trastornos neuropsiquiátricos; una relación que necesita más investigación. Los científicos especulan que los 6 mA aberrantes en respuesta al estrés podrían contribuir a las enfermedades neuropsiquiátricas mediante el reclutamiento ectópico de proteínas de unión al ADN.
La investigación fue apoyada en parte por el Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares NS051630, NS097206 y el Instituto Nacional de Salud Mental MH102690.
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Materiales proporcionados por Ciencias de la salud de Emory . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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