Una nueva investigación del Huntsman Cancer Institute HCI en la Universidad de Utah U of U ilustra aspectos de cómo un embrión temprano, producto de la fertilización de un óvulo femenino por un espermatozoide masculino, puede dar lugar a todos losmuchos tipos de células del animal adulto. Los investigadores demostraron que los cientos de genes importantes para controlar el desarrollo embrionario están empaquetados de una manera única en el embrión temprano, e incluso desde el esperma paterno, y que este empaque ayuda a controlarcómo, cuándo y dónde se expresan diferentes genes en el embrión. Los hallazgos, publicados hoy en la revista Celda , tiene implicaciones significativas para comprender cómo se orquesta el desarrollo temprano, y proporciona un mecanismo de cómo el entorno parental podría afectar la expresión de estos genes en la descendencia.
Brad Cairns, PhD, director senior de ciencias básicas de HCI y profesor y presidente de Ciencias Oncológicas en la U de U, y sus colegas, incluido el doctorado postdoctoral Patrick Murphy PhD, utilizaron el pez cebra en este trabajo, un sistema modelo que mantiene similitudes significativaspara el desarrollo humano. Demostraron que los segmentos de ADN genes importantes para controlar el desarrollo están empaquetados en estructuras físicas que ayudan a activar y desactivar genes en diferentes etapas de desarrollo. Estas estructuras físicas sirven como plataformas que ayudan a activar o equilibrar estosgenes, según sea necesario, para el desarrollo normal. Los investigadores también identificaron las máquinas de proteínas que colocan estas estructuras físicas en el genoma, y las proteínas que las eliminan, para asegurar su colocación y función adecuadas. Este trabajo se basa en varios estudios previos de los Cairnslaboratorio que muestra cómo muestran cómo los genes se preparan para diferentes aspectos del desarrollo embrionario.
"Una pregunta clave en el desarrollo embrionario es cómo el embrión temprano logra el estado de totipotencia que muestra, es decir, la capacidad de convertirse en cualquier tipo de célula en el cuerpo. Razonamos que la respuesta central podría ser empacar toda la decisiónque crean genes en un estado físico especial que ayuda a identificarlos y regularlos ", explica Cairns.
Los investigadores han intentado durante mucho tiempo comprender mejor si los genes de mamá y papá podrían empaquetarse de una manera que influye en la expresión y el desarrollo en el embrión, y cómo se mantienen o reprograman esos estados de empaque durante el proceso de desarrollo. Este estudio identifica queempaquetado, denominado variante de histona H2AFV, y proporciona un mecanismo para heredar el empaquetado genético y, por lo tanto, tiene implicaciones importantes para el potencial de desarrollo y la herencia. Notablemente, aunque el empaque inicial de genes en el esperma paterno difiere algo del empaque en el óvulo materno,se demostró que el empaque materno se reprograma al mismo estado de empaque del genoma paterno, armonizando así los estados de empaque de los padres en el embrión temprano para llegar al mismo estado de desarrollo celular.
Las implicaciones de este trabajo incluyen un posible mecanismo de cómo los factores ambientales, por ejemplo, fumar, pueden influir en la herencia de los rasgos, al afectar cómo se empaquetan los genes del desarrollo ". Estos estados de empaque ayudan a definir si los genes se expresan y cómo se expresanen el desarrollo normal. Tales genes, si están mal regulados, pueden conducir a trastornos del desarrollo y quizás a una predisposición al cáncer ", dice Cairns." Al comprender mejor lo que sucede en el desarrollo normal, abre nuevas posibilidades para poder identificar los precursores de enfermedadescomo el cáncer, cuando el desarrollo celular se vuelve loco "
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Materiales proporcionados por Universidad de Utah . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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