Desde las alas de un murciélago hasta la resistencia al cáncer de un elefante, un equipo interdisciplinario de científicos de la Universidad de Utah Health está utilizando los rasgos únicos de los animales para identificar regiones del genoma humano que podrían afectar la salud. Los resultados de este proyecto están disponibles en el mes de marzo6 número de la revista Informes de celda .
El equipo de investigación está centrando su atención en la región no codificante del genoma de los mamíferos. Estas regiones, que constituyen el 98 por ciento del genoma, no codifican proteínas, pero contienen 'interruptores' que, como un conductor, controlan cuándo y dónde están los genes.expresado. El papel de la mayoría de las regiones no codificantes en la salud y la enfermedad sigue sin estar claro.
"La gente solía llamar ADN basura a las regiones no codificantes, pero yo lo veo como una jungla que no ha sido explorada", dijo Christopher Gregg, Ph.D., profesor asistente de Neurobiología y Anatomía en la U of U Health.están explorando las regiones no codificantes para intentar descubrir nuevas partes del genoma que podrían controlar diferentes enfermedades ".
Establecimiento de hitos en el genoma
El equipo de investigación examinó las secciones `` basura '' de cinco genomas animales: elefante, murciélago hibernando, orca y delfín, rata topo desnuda y ardilla de tierra de trece líneas, para identificar regiones que evolucionaron rápidamente.
El equipo identificó miles de regiones aceleradas en cada genoma animal. Algunas de estas regiones aceleradas de la evolución pueden impartir los rasgos reconocibles que atribuimos a cada especie, como las alas de un murciélago, el enorme tamaño corporal del elefante y la coloración únicade la ardilla de tierra de trece líneas.
"Aprovechamos los rasgos extremos en diferentes especies para descubrir regiones no codificantes en el genoma humano que probablemente tienen un papel importante en la configuración de la salud y la enfermedad", dijo Elliott Ferris, primer autor del artículo y bioinformático y programador de computadoras en el laboratorio de Gregg.
Los investigadores identificaron elementos en el :
"Este método nos permite arrojar luz sobre las posibles soluciones de la naturaleza a las enfermedades en todo el reino animal", dijo el coautor Joshua Schiffman, MD, oncólogo pediátrico y profesor de pediatría en U of U Health e investigador en Huntsman Cancer.Institute HCI. "El Dr. Gregg y su equipo están construyendo la caja de arena que podemos explorar juntos para ampliar nuestra biblioteca de posibles dianas terapéuticas para enfermedades como el cáncer".
Olvídese de la memoria, los elefantes rara vez contraen cáncer
Cada vez que una célula se duplica, abre la puerta a nuevas mutaciones que podrían provocar cáncer. Sin embargo, el enorme elefante, que tiene 100 veces más células que un ser humano y vive de 60 a 70 años, rara vez se ve afectado por esta enfermedad..
Schiffman estudia a los elefantes para comprender la genética detrás de su resistencia natural al cáncer. En un estudio anterior, su equipo trabajó con otros colaboradores para identificar el papel potencial de las copias adicionales del gen supresor de tumores p53 que aumentan la capacidad del elefante para eliminarcélulas precancerosas con daño en el ADN.
Gregg y Ferris probaron si las regiones aceleradas en el genoma del elefante revelaron elementos candidatos adicionales que dan forma a la resistencia a las mutaciones y al cáncer. Identificaron tres genes FANCL, VRK2 y BCL11A asociado con un gran número de regiones de evolución acelerada.Estos genes están involucrados en la reparación del ADN que protege contra mutaciones.
Schiffman y su equipo llevaron a cabo otra serie de experimentos en el laboratorio con muestras de sangre de elefantes africanos adultos para encontrar cómo estos genes responden al daño del ADN en las células de elefante. El laboratorio de Gregg pudo usar estos datos para mostrar que muchos genes diferentesque responden al daño del ADN se enriquecen con regiones aceleradas de elefante. Los resultados revelaron un atlas de elementos en el genoma de los mamíferos que podrían promover la resistencia al cáncer.
"Identificamos mecanismos candidatos más allá de p53 en el genoma del elefante para evadir el cáncer", dijo Gregg. "Los resultados del elefante revelaron secuencias no codificantes en el genoma humano que predecimos que pueden controlar la actividad genética y reducir la formación de mutaciones y cáncer".
Gregg y Schiffman se han unido para investigar cómo las regiones genómicas identificadas en este estudio se pueden aplicar a la medicina humana. Se necesitan estudios funcionales futuros para probar si estas regiones aceleradas controlan los procesos de la enfermedad en las personas.
"Estamos mirando un territorio inexplorado", dijo Gregg. "Este método nos brinda una nueva forma de explorar el genoma y potencialmente descubrir nuevos enfoques para identificar, diagnosticar y tratar enfermedades".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Salud de la Universidad de Utah . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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