Las células tienen más de un truco bajo la manga para controlar ciertos genes que regulan el crecimiento y desarrollo fetal.
Es crucial que una copia de estos genes, llamados genes impresos, se desactive en el esperma o en el óvulo. Si una copia no se desactiva, pueden ocurrir trastornos del desarrollo y neurológicos, o el cáncer puede aparecer más adelante en la vida.Ahora, los científicos han descubierto una nueva forma en que las células mantienen silenciosos estos genes: al etiquetar químicamente las histonas proteínas que ayudan a mantener el ADN firmemente enrollado en el núcleo.
La modificación de una histona llamada H3K27 detiene la actividad de algunos genes impresos en ratones, el investigador del Instituto Médico Howard Hughes HHMI Yi Zhang y sus colegas informan el 19 de julio en la revista Naturaleza El hallazgo podría arrojar luz sobre los trastornos del desarrollo que tienden a ocurrir en niños concebidos con tecnologías de reproducción asistida, como la fertilización in vitro, dice Zhang. También puede ayudar a explicar la dificultad de clonar mamíferos.
El descubrimiento de un nuevo mecanismo para apagar los genes impresos también plantea muchas preguntas provocativas, dice Zhang. "Creemos que nuestro estudio abrirá un nuevo campo de investigación".
Durante la reproducción, los humanos heredan dos copias de trabajo de la mayoría de los genes: una copia o alelo de cada padre. Sin embargo, para un número muy pequeño de genes, las personas heredan solo una copia de trabajo; la otra copia está desactivada, para siempresilenciado. Este mecanismo de silenciamiento, o impronta, ha sido durante mucho tiempo un foco central de la investigación de la regulación genética, dice Zhang, genetista del Boston Children's Hospital y la Facultad de Medicina de Harvard.
Desde el primer informe de genes impresos en mamíferos hace más de un cuarto de siglo, los científicos han conocido un solo mecanismo celular que mantiene estos genes inactivos: "decorar" el ADN con pequeñas moléculas llamadas grupos metilo. Ahora, Zhangy sus colegas han descubierto una nueva forma en que las células pueden silenciar algunos genes impresos: agregando grupos metilo a las histonas. La investigación también identificó 76 genes en ratones que potencialmente pertenecen a esta clase de genes del desarrollo. Hasta ahora, se han encontrado aproximadamente 150 genes impresosen ratones y aproximadamente la mitad de ese número en humanos.
Los científicos saben que la impresión es muy antigua evolutivamente y ocurre en diversos organismos, desde plantas hasta humanos y tigres. La impresión, de hecho, es en parte responsable de los dos tipos de descendencia que pueden surgir cuando un león y un tigre se aparean.la madre es un león, puede tener un tigón, que a menudo es más pequeño que sus dos padres. Si la madre es un tigre, puede tener un ligre, una criatura más grande y más fuerte que cualquiera de los padres o un tigón. Diferencias en los machosy los genes femeninos impresos entre especies contribuyen a las diferencias de tamaño en estos dos tipos de descendencia.
Los investigadores aún tienen mucho que aprender sobre el proceso de impresión y los genes involucrados, dice Zhang, pero el descubrimiento de un segundo mecanismo para silenciar una copia de estos genes subraya la importancia de la impresión. El segundo mecanismo de silenciamiento puede haber evolucionado como una especie de retrocesoplan, dice.
La impresión que sale mal puede causar problemas. Debido a que solo hay un alelo funcional de un gen impreso, si esa copia se vuelve defectuosa, pueden ocurrir anomalías en el desarrollo. Estos incluyen el síndrome de Angelman, que causa dificultades de aprendizaje, problemas del habla y convulsiones.surge cuando una persona hereda dos copias de trabajo de un gen que debe imprimirse, como con el síndrome de Beckwith-Wiedemann, que puede causar complicaciones durante el embarazo debido al crecimiento excesivo del bebé y provocar varios defectos de nacimiento.
En niños concebidos con la ayuda de tecnologías de reproducción asistida, los científicos han visto un aumento en la incidencia de trastornos de impresión. La razón por la cual no está claro, pero algo sobre el proceso de estas tecnologías podría conducir a problemas de impresión, dice Zhang, o tal vezlos problemas de impresión están relacionados con la infertilidad en sí. Cree que una mejor comprensión de la impresión podría ayudar a los científicos a encontrar formas de reducir la aparición de estos trastornos.
La impresión inadecuada también podría explicar algunas de las dificultades que enfrentan los investigadores cuando intentan clonar mamíferos. Por lo general, las marcas de impresión se borran en las células precursoras de las células germinales y luego se reescriben en los óvulos o espermatozoides. Investigaciones anteriores sugieren que fallas en la fase de borrado y reescrituraentrometerse con el desarrollo adecuado de embriones clonados.
"El nuevo mecanismo de impresión puede eventualmente ofrecer un objetivo para tratar tales fallas de desarrollo", dice Zhang.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Médico Howard Hughes . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :