Más de 15 años después de que los científicos mapearon por primera vez el genoma humano, la mayoría de las enfermedades aún no se pueden predecir con base en los genes de uno, lo que lleva a los investigadores a explorar las causas epigenéticas de la enfermedad. Pero el estudio de la epigenética no puede abordarse de la misma manera que la genética, por lo que el progresoha sido lento. Ahora, los investigadores del Centro de Investigación de Nutrición Infantil USDA / ARS del Baylor College of Medicine y el Texas Children's Hospital han determinado una fracción única del genoma en la que los científicos deberían centrarse. Su informe, que proporciona un "mapa del tesoro" paraacelerar la investigación en epigenética y enfermedad humana, se publicó en biología del genoma .
La epigenética es un sistema para el marcado molecular del ADN: le dice a las diferentes células del cuerpo qué genes activar o desactivar en ese tipo de células. Pero la naturaleza específica de las células de la epigenética dificulta el estudio. Mientras que una sangrela muestra puede usarse para 'genotipar' a un individuo, la mayoría de las marcas epigenéticas en el ADN de la sangre no proporcionan pistas sobre la desregulación epigenética en otras partes del cuerpo, como el cerebro o el corazón.
Dr. Robert A. Waterland, profesor de pediatría - nutrición y genética molecular y humana en Baylor, y su equipo identificó regiones especiales del genoma donde se puede usar una muestra de sangre para inferir la regulación epigenética en todo el cuerpo, lo que permite a los científicospara probar las causas epigenéticas de la enfermedad.
Para hacer esto, se centraron en la forma más estable de regulación epigenética: la metilación del ADN. Esta adición de grupos metilo a la molécula de ADN ocurre en el estado embrionario y puede afectar la salud durante toda su vida.
Para identificar las regiones genómicas en las que la metilación del ADN difiere entre las personas pero es consistente en diferentes tejidos, perfilaron la metilación del ADN en todo el genoma en tres tejidos tiroides, corazón y cerebro de cada uno de los 10 cadáveres.
"Dado que estos tejidos representan cada uno una capa diferente del embrión temprano, esencialmente retrocedemos en el tiempo a los eventos que ocurrieron durante el desarrollo embrionario temprano", dijo Waterland. "Para mapear la metilación del ADN, convertimos la información de la metilación en una señal genética, luego secuenciaron los genomas. Nuestro atlas requirió cantidades masivas de datos de secuenciación, 370 veces más de lo que se utilizó para el primer mapa del genoma humano en 2001 ".
Las casi 10,000 regiones que los investigadores trazaron, llamadas regiones correlacionadas de variación interindividual sistémica CoRSIV, comprenden un nivel de individualidad molecular previamente no reconocido en humanos.
"Estudios recientes ya muestran que la metilación en estas regiones está asociada con una variedad de enfermedades humanas, incluyendo obesidad, cáncer, autismo, enfermedad de Alzheimer y paladar hendido", dijo el Dr. Cristian Coarfa, profesor asociado de biología molecular y celular en Baylory co-líder del proyecto
Waterland cree que estos hallazgos transformarán el estudio de la epigenética y la enfermedad, ya que los investigadores ahora sabrán dónde buscar en el genoma.
"Debido a que el marcado epigenético tiene el poder de silenciar o activar genes de manera estable, cualquier enfermedad que tenga una base genética podría igualmente tener una base epigenética", dijo Waterland. "Existe un potencial increíble para que comprendamos los procesos de la enfermedad a partir de una epigenéticaperspectiva. Los CoRSIV son la entrada a eso "
Otros contribuyentes a este trabajo incluyen Chathura J. Gunasekara, C. Anthony Scott, Eleonora Laritsky, Maria S. Baker, Harry MacKay, Jack D. Duryea, Noah J. Kessler, Garrett Hellenthal, Alexis C. Wood, Kelly R.Hodges, Manisha Gandhi, Amy B. Hair, Matt J. Silver, Sophie E. Moore, Andrew M. Prentice, Yumei Li y Rui Chen.
Este trabajo fue apoyado por la Fundación Bill y Melinda Gates, NIH / NIDDK 1R01DK111522, el Instituto de Investigación y Prevención del Cáncer de Texas RP170295, USDA / ARS CRIS 3092-5-001-059, Investigación Médica del Reino UnidoConsejo MC-A760-5QX00, Fundación Bill y Melinda Gates OPP1 066947, NIH S10OD023469, NIH / NICHD 1R21HD087860 y Wellcome Trust 098386 / Z / 12 / Z.
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Materiales proporcionado por Baylor College of Medicine . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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