En biología celular, hombres y mujeres son desiguales: los hombres tienen un cromosoma X, mientras que las mujeres tienen dos. ¿Cómo podemos evitar esta diferencia? Los genetistas de la Universidad de Ginebra UNIGE, Suiza, recurrieron a una investigación histórica que data dela década de 1960 para secuenciar la piel y las células sanguíneas una por una. Observaron cómo el segundo cromosoma X en las mujeres se vuelve gradualmente inactivo para evitar una sobredosis de genes codificados por el X. También encontraron que varios genes eludían esta inactivación, que variaba segúna los tejidos y las fases de vida de la célula. La investigación de UNIGE explica las desigualdades observadas entre hombres y mujeres con respecto a las enfermedades genéticas. Puedes leer todo sobre los resultados en la revista PNAS .
El ADN está formado por genes que luego son expresados por ARN antes de ser finalmente traducidos en proteínas. El ARN, por lo tanto, es el producto intermedio de las proteínas presentes en nuestras células ". Nuestro laboratorio ha diseñado una técnica pionera, llamada unicelularsecuenciación de ARN específico de alelo, lo que significa que las moléculas de ARN pueden secuenciarse célula por célula por primera vez y no por tejido en su totalidad ", explica Christelle Borel, investigadora del Departamento de Genética y Desarrollo de la Facultad de Medicina de la UNIGE. Este análisis detalladose puede utilizar para cuantificar lo que sucede en cada célula individualmente y, a continuación, gen por gen.
El equipo encabezado por Stylianos Antonarakis, profesor emérito de la Facultad de Medicina, investigó la inactivación aleatoria de uno de los dos cromosomas X en mujeres, que fue descubierto en 1960 por Mary F. Lyon. La investigadora británica fue la primera personademostrar que las mujeres tienen dos cromosomas X, a diferencia de los hombres, y que uno de ellos permanece en silencio mediante un mecanismo de corrección de la dosis genética, compensando la presencia en las mujeres de una copia adicional de los genes ubicados en el cromosoma X., sin embargo, los científicos descubrieron que algunos genes del cromosoma X inactivado evitaban esta inactivación. ¿Pero cómo?
Inactivación gradual célula por célula
Los investigadores de UNIGE secuenciaron 935 células de la piel y 48 células sanguíneas de cinco mujeres diferentes para poder analizar el fenómeno con más detalle. "Primero individualizamos las células y determinamos los genes expresados en cada célula", dice Federico Santoni, ex investigador endel Departamento de Genética y Desarrollo de la Facultad de Medicina de la UNIGE y ahora investigadora del CHUV en Lausana. "Luego secuenciamos el genoma de las cinco mujeres y con bioinformática pudimos identificar qué cromosoma X en cada célula estaba activadoy que estaba en silencio. "
Hasta hace poco, las técnicas experimentales no tenían la sensibilidad necesaria para medir con precisión las tasas de expresión génica que escapan a la inactivación. Ahora, sin embargo, gracias al enfoque experimental y bioinformático desarrollado por UNIGE, los genetistas han identificado 55 de estos genes, incluidos cinco"Nuestro principal descubrimiento fue que ningún cromosoma X en todas las células analizadas está 100% inactivo; la tasa varía de una célula a otra", continúa el profesor Antonarakis. La inactivación del cromosoma X se inicia por la expresión delGen XIST ". Este gen produce pequeñas moléculas de ARN que rodean uno de los dos cromosomas X, lo que obliga a los genes de este cromosoma a permanecer en silencio. Hemos demostrado que cuantas más moléculas de ARN XIST haya en este cromosoma inactivado, más silencioso serálos genes son y viceversa. La expresión de este gen explica el nivel variable de inactivación entre las células ".
XIST es, por lo tanto, el gen clave para la inactivación de uno de los dos cromosomas X en las células de la mujer. Pero no es el único ". Por primera vez, descubrimos otros cinco genes que desempeñan un papel importante en"El mecanismo de inactivación del cromosoma X", dice Borel. "Esto nos ayudará a comprender lo que sucede a nivel molecular durante la inactivación. Aún más importante, significa que podemos ampliar nuestras investigaciones para aprender más sobre las diferencias entre hombres y mujeres en una variedad deenfermedades. "
Inactivación de X: ¿una nueva comprensión de las enfermedades genéticas?
Hay muchas enfermedades causadas por genes ubicados en el cromosoma X, como la hemofilia, los síndromes de discapacidad intelectual y los trastornos del desarrollo ". Durante nuestra investigación, también descubrimos que la inactivación del cromosoma X variaba según las diferentes fases de la vida de una célula.y según el tipo de célula ", añade el profesor Antonarakis." Esto podría explicar las diferencias observadas en la gravedad de ciertas enfermedades entre los pacientes, la edad de aparición y por qué algunos tejidos son el objetivo de las enfermedades ". Con base en estos resultados, los investigadorespodrá destacar los mecanismos detrás de la heterogeneidad de las enfermedades genéticas.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Genève . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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