Casi la mitad de nuestras secuencias de ADN están formadas por genes saltarines, también conocidos como transposones. Saltan alrededor del genoma en el desarrollo de espermatozoides y óvulos y son importantes para la evolución. Pero su movilización también puede causar nuevas mutaciones que conducen a enfermedades, como la hemofilia y el cáncer. Se sabe muy poco acerca de cuándo y dónde ocurren sus movimientos en el desarrollo de las células reproductivas, el proceso clave que asegura su propagación en las generaciones futuras, pero puede conducir a trastornos genéticos para los huéspedes.
Para abordar este problema, un equipo * de investigadores de Carnegie desarrolló nuevas técnicas para rastrear la movilización de los genes saltadores. Descubrieron que durante un período particular de desarrollo del óvulo, un grupo de genes saltadores llamados retrotransposones secuestra células especiales llamadas células nodrizas quenutren los huevos en desarrollo. Estos genes saltarines usan células nodrizas para producir material invasivo copias de sí mismos llamados partículas similares a virus que se mueven hacia un huevo cercano y luego se movilizan hacia el ADN del huevo. La investigación se publicó en línea el 26 de juliocuestión de Celda .
Los animales han desarrollado involuntariamente un poderoso sistema para suprimir la actividad del gen de salto que utiliza pequeños ARN no codificantes llamados piRNA, que reconocen los genes de salto y suprimen su actividad. Ocasionalmente, los genes de salto aún logran moverse, lo que sugiere que emplean algunas tácticas especialespara escapar del control de piRNA. Sin embargo, el seguimiento de la movilización de genes saltarines para comprender sus tácticas ha sido una tarea desalentadora.
El equipo de Carnegie desarrolló enfoques para rastrear los movimientos de los genes saltarines usando la mosca de la fruta Drosophila melanogaster. Para facilitar su investigación, interrumpieron la supresión de piRNA para aumentar la actividad de estos genes saltarines y luego monitorearon el movimiento de ellos durante el desarrollo del huevoproceso. Esto llevó a su descubrimiento en la táctica que permite que los genes saltarines se muevan.
el coautor de Carnegie, Zhao Zhang, explicó: "Nos sorprendió mucho que estos genes saltadores apenas se movieran en las células madre que producen óvulos en desarrollo, posiblemente porque las células madre solo tendrían dos copias del genoma para que estos genes saltantes las usenEn cambio, estos elementos móviles utilizaron las células nodrizas de soporte, que podrían proporcionar hasta miles de copias del genoma por célula, como fábricas para fabricar masivamente partículas similares a virus capaces de integrarse. Sin embargo, no se integraron en las células nodrizas dondese produjeron. Más bien, esperaron mientras fueron transportados a un óvulo interconectado, y luego agregaron cientos, si no miles, de nuevas copias de sí mismos al ADN del huevo. Nuestra investigación muestra cómo los elementos genéticos parásitos pueden cronometrar su actividad y distinguir entrediferentes tipos de células para propagarse de manera robusta para impulsar el cambio evolutivo y causar enfermedades "
"Mi grupo descubrió que el desarrollo del huevo en mamíferos utiliza muchos de los mismos mecanismos que en la mosca de la fruta, como alimentar al huevo en desarrollo con células nodrizas. Por lo tanto, los hallazgos del grupo Zhang probablemente sean importantes para comprender la evolución y la enfermedad de los mamíferostambién ", comentó Allan Spradling, quien es un investigador pionero en el estudio del desarrollo del huevo tanto en la mosca de la fruta como en los mamíferos y un científico de toda la vida en el Departamento de Embriología de Carnegie".
"Desde que Barbara McClintock de Carnegie hizo la contribución fundamental de descubrir los genes saltadores hace más de seis décadas, no hemos podido entender cómo se movilizan a medida que los animales se preparan para su próxima generación. Ahora el grupo de investigación junior liderado por nuestro Staff Associate, Zhao Zhang, ha dado un paso importante para resolver este rompecabezas de larga data ", comentó Yixian Zheng, director del Departamento de Embriología de Carnegie.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Institución Carnegie para la Ciencia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Cite esta página :