Investigadores del Instituto de Ciencias de la Vida de la Universidad de Michigan y el Instituto Médico Howard Hughes han determinado cómo el ADN satélite, considerado como "ADN basura", juega un papel crucial en mantener el genoma unido.
Sus hallazgos, publicados recientemente en la revista eLife , indique que esta "basura" genética realiza la función vital de garantizar que los cromosomas se agrupen correctamente dentro del núcleo de la célula, lo cual es necesario para la supervivencia celular. Y esta función parece conservarse en muchas especies.
Este ADN satélite pericentromérico consiste en una secuencia muy simple y altamente repetitiva de código genético. Aunque representa una parte sustancial de nuestro genoma, el ADN satélite no contiene instrucciones para producir proteínas específicas. Además, se cree que su naturaleza repetitivapara hacer que el genoma sea menos estable y más susceptible a daños o enfermedades. Hasta hace poco, los científicos creían que este ADN llamado "basura" o "egoísta" no tenía ningún propósito real.
"Pero no estábamos del todo convencidos por la idea de que esto es solo basura genómica", dijo Yukiko Yamashita, profesora de investigación en la LSI y autora principal del estudio. "Si no la necesitamos activamente, y si no tenemosnos daría una ventaja, entonces la evolución probablemente la habría eliminado. Pero eso no ha sucedido ".
Yamashita y sus colegas decidieron ver qué pasaría si las células no pudieran usar este ADN satélite pericentromérico. Debido a que existe en secuencias repetitivas largas, los investigadores no pudieron simplemente mutar o cortar todo el ADN satélite del genoma. En cambio,abordaron la pregunta a través de D1, una proteína que se sabe que se une al ADN satelital.
Los investigadores eliminaron D1 de las células de un organismo modelo de uso común, Drosophila melanogaster moscas de la fruta. Y el equipo notó rápidamente que las células germinales, las células que finalmente se convierten en esperma u óvulos, estaban muriendo.
Un análisis posterior reveló que las células moribundas estaban formando micro-núcleos, o pequeños brotes, fuera del núcleo que incluía partes del genoma. Sin todo el genoma encapsulado en el núcleo, las células no podrían sobrevivir.
Los investigadores creen que la proteína D1 se une al ADN satélite para unir todos los cromosomas en el núcleo. Si la proteína D1 no puede agarrar el ADN satélite, la célula pierde su capacidad de formar un núcleo completo y finalmente muere.
"Es como formar un ramo", dijo Yamashita, quien también es profesora de biología celular y del desarrollo en la Facultad de Medicina de la UM e investigadora del HHMI. "La proteína tiene múltiples sitios de unión, por lo que puede unirse a múltiples cromosomas y empaquetarse".juntos en un solo lugar, evitando que los cromosomas individuales floten fuera del núcleo ".
El equipo realizó experimentos similares utilizando células de ratón y encontró los mismos resultados: cuando eliminaron una proteína que normalmente se une al ADN satélite del ratón, las células nuevamente formaron micro-núcleos y no sobrevivieron.
Los hallazgos similares de las células de la mosca de la fruta y del ratón llevan a Yamashita y sus colegas a creer que el ADN satélite es esencial para la supervivencia celular, no solo en los organismos modelo, sino en todas las especies que incorporan ADN en el núcleo, incluidos los humanos
La investigación fue apoyada por el Instituto Médico Howard Hughes, los Institutos Nacionales de Salud y la Asociación Americana del Corazón.
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Materiales proporcionados por Universidad de Michigan . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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