El avance de la ciencia a menudo se equivoca al darse cuenta de que la forma en que la naturaleza hace las cosas es mucho más complicada de lo que pensábamos.
De acuerdo con un equipo de científicos de Duke, aparentemente es con el proceso que activa los genes para iniciar la maquinaria para la fabricación de proteínas.
Utilizando lo último en secuenciación de ADN y biología computarizada de "alto rendimiento", el equipo quería abordar el difícil enigma de por qué hay decenas de miles de lugares donde el receptor de glucocorticoides se une a nuestro ADN para indicarle a un gen que comience a producirproteínas, pero esta señalización solo parece gobernar los niveles de unos pocos cientos de genes.
Se preguntaban por qué habría tantos sitios receptores para tan poca acción aparente y por qué estos sitios parecen estar organizados en grupos alrededor del genoma, en lugar de estar distribuidos de manera más uniforme.
El sistema de señalización de cortisol que eligieron examinar es parte de la respuesta al estrés humano y tiene una gran importancia biomédica como base para algunos de los medicamentos antiinflamatorios más utilizados, dijo Tim Reddy, profesor asistente de bioestadística y bioinformática, cuyoel laboratorio dirigió el proyecto, pero el equipo cree que el tipo de organización que encontraron también es común a otros sistemas de señalización hormonal.
Utilizando una línea de células de pulmones humanos, "hicimos millones de experimentos en decenas de miles de sitios en el genoma", dijo Reddy. "Nos sorprendió mucho descubrir que solo el 13 por ciento de estos sitios de unión parecían funcionarcualquier cosa cuando los cortaste del genoma y los miraste solo "
Pero ese 13 por ciento, que los investigadores han llamado "sitios de respuesta directa", no eran tan potentes en la señalización cuando se examinaban individualmente. Y el otro 87 por ciento de los sitios de unión no son restos arcaicos o "basura", tampoco, Reddy se agrega rápidamente. Más bien, los dos tipos de sitios parecen actuar juntos como una especie de amplificador para la señal hormonal.
En los hallazgos descritos en línea el 25 de agosto Celda , el equipo informa que cuando se junta un sitio de unión directa y su grupo cercano de sitios de unión inactivos, la señal al gen se vuelve 100 veces más fuerte.
"Nuestra esperanza es que aprender más sobre cómo estos grupos se coordinan para activar genes en diferentes células nos ayudará a diseñar nuevos medicamentos que solo actúen en las células que queremos", dijo Chris Vockley, estudiante graduado de Duke Cell Biology, quien es elautor principal del estudio.
El equipo está haciendo un seguimiento ahora para ver si diferentes tipos de células están marcadas por diferencias en estos grupos de sitios de respuesta indirecta. Tal variación puede explicar por qué varios tejidos responden de manera diferente a un estímulo dado a pesar de tener el mismo conjunto de genes y esencialmente elmismo conjunto de sitios de unión de respuesta directa.
Después de desconcertarlo por un tiempo, a Reddy se le ocurrió una analogía para esta organización de sitios de unión mientras salía corriendo con su esposa: si la celda es como una casa, estos sitios de acción directa son algo así como la electricidadenchufes en las paredes, dijo.
"Estos son los lugares en el genoma que responden directamente a una hormona", dijo Reddy. "Los electrodomésticos en la casa terminan agrupados alrededor de estos enchufes porque los cables son tan largos, como vemos sitios indirectos agrupados alrededor directamentesitios en el genoma "
Y si una familia se muda de la casa y otra se muda, representando una celda de un tipo de tejido diferente, los electrodomésticos pueden enchufarse con una configuración diferente ". Los enchufes no cambian, pero los electrodomésticoshacer."
"Realmente parece que en el núcleo de estos grupos, podría haber uno o un pequeño número de sitios que realmente son la 'toma de corriente' principal en la que todo se puede enchufar y todo lo demás se puede conectar", dijo Reddy.
"No me sorprende que sea más complicado de lo que algunas personas esperaban que fuera", dijo Mike Guertin, profesor asistente de bioquímica y genética molecular en la Universidad de Virginia, que no participó en este estudio.
"Lo más importante para mí es que este documento muestra que los receptores de glucocorticoides no actúan, al menos en este sistema, para reprimir directamente la expresión génica", dijo Guertin, lo que anularía una creencia muy extendida.
Estos hallazgos también dejan en claro que los científicos que buscan las claves para la regulación genética tienen un montón de trabajo complicado por delante.
"El campo es bastante incipiente", dijo Guertin. "Solo hemos podido analizar preguntas de genoma completo como esta desde aproximadamente 2007. Creo que tenemos muchas oportunidades para diseñar experimentos inteligentes basados en hipótesis comoesto, en lugar de solo generar datos ".
Reddy no se desanima. "Si el genoma ya no es un grupo de sitios independientes que se suman a alguna respuesta, sino que tiene interacciones entre todos estos sitios, tenemos que cambiar fundamentalmente cómo estamos modelando todo el genoma- lo cual es algo enorme - o significa que debemos comenzar a pensar en estos grupos de sitios, entender por qué los genes están regulados y por qué la interrupción de esa regulación puede causar enfermedades ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Duke . Original escrito por Karl Leif Bates. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :