Los padres transmiten genes a sus descendientes que los equipan para su vida futura. En los últimos años, la investigación ha demostrado que la realidad es mucho más compleja y que los padres dotan mucho más que solo genes. Un nuevo estudio revela que las modificaciones epigenéticas activas sontambién pasó de una generación a la siguiente.
Las madres humanas crían bebés en sus vientres durante nueve meses y luego, después del parto, pasan años criando y criando a sus hijos, enseñándoles cómo realizar tareas de supervivencia básicas y avanzadas. Las moscas de la fruta, por otro lado, ponen huevosque se dejan desarrollar por su cuenta. Esto los hace parecer padres irresponsables, simplemente abandonando a sus crías. Sin embargo, un nuevo estudio realizado por el laboratorio de Asifa Akhtar en el Instituto Max Planck de Inmunobiología y Epigenética en Friburgo sugiere que las moscas de la fruta ende hecho, aseguran el éxito de su descendencia proporcionándoles un manual de instrucciones para la vida codificada en lo profundo de sus epigenomas.
del genoma al epigenoma
Heredamos la información genética de nuestros padres codificada en la secuencia de ADN. Sin embargo, a pesar de que todas las células del cuerpo humano contienen el mismo ADN, "expresan" diferentes genes para cumplir diferentes funciones. El ADN se envuelve alrededor de las proteínas histonas formando una solaunidad repetitiva llamada nucleosoma. Muchos nucleosomas se unen para formar la "cromatina" ubicada en el núcleo de todas las células.
Las modificaciones epigenéticas, como la adición de grupos químicos a las histonas, conducen a cambios en la organización de la cromatina, lo que puede desencadenar la activación génica "expresión" o el silenciamiento génico. La epigenética representa una capa adicional de información que ayuda a las células a determinar qué genesa pesar de su genoma común, las células de nuestro cuerpo poseen diferentes "epigenomas".
Transmisión intergeneracional de información de la madre
Las células germinales de los padres, el ovocito y el esperma, se fusionan para formar un nuevo organismo durante la fertilización. Se cree que la mayoría de las marcas epigenéticas se borran entre cada generación. Este restablecimiento epigenético permite que todos los genes se lean de nuevo para cada nuevo individuo.Ahora, los científicos del laboratorio de Asifa Akhtar descubrieron que una modificación particular de la histona, la acetilación de la histona H4 en la 16ª lisina H4K16ac en resumen se mantiene de forma intergeneracional desde el ovocito de la madre hasta el embrión joven.
"H4K16ac es una modificación epigenética que generalmente se asocia con la activación de genes. Sin embargo, sabemos que los genes no se expresan ni en el ovocito ni en las primeras 3 horas de vida del embrión. Esto plantea la pregunta: ¿qué es H4K16ac?haciendo en esta etapa temprana? ", dice Asifa Akhtar. Para investigar la función de esta marca de histona en el desarrollo temprano de la mosca, el equipo realizó un panel de análisis de todo el genoma. Descubrieron que numerosas regiones de ADN fueron" marcadas "por H4K16ac durante la primera etapaetapas de desarrollo antes del inicio de su activación génica.
El consejo epigenético de la madre es esencial para el desarrollo embrionario
La importancia de H4K16ac para la descendencia se hizo evidente cuando la madre no pudo transmitir esta marca a sus hijos. Los científicos diseñaron experimentos utilizando enfoques genéticos y moscas transgénicas para eliminar la enzima MOF de las madres con mosca. Se sabe que MOF es responsable dedeposición de la modificación H4K16ac.
Sorprendentemente, cuando los científicos estudiaron a la descendencia que fue puesta sin la información de H4K16ac, descubrieron que los genes marcados por H4K16ac en condiciones normales ya no se expresaban adecuadamente, y su organización de la cromatina se vio gravemente interrumpida. La mayoría de los embriones que no pudieronobtener las instrucciones maternas de H4K16ac murió posteriormente por defectos de desarrollo catastróficos ". H4K16ac tiene una función instructiva en la línea germinal y es indispensable para el desarrollo embrionario más adelante. Es casi como si la madre dejara notas adhesivas con instrucciones sobre dónde encontrar el alimento o a quiénllamar en caso de emergencia, etc., cuando el niño esté solo en casa por primera vez ", dice Maria Samata, la primera autora del estudio.
Lecciones de moscas a humanos
"El hecho de que las moscas madres aseguren el éxito de su descendencia a través de la epigenética, incluso antes de que sean concebidas es un resultado fascinante", dice Asifa Akhtar. Los investigadores luego recurrieron a los mamíferos y descubrieron que los ratones hembra también pasan la modificación de histonas H4K16ac a su progenie a través desus ovocitos. Esto plantea la posibilidad intrigante de que los humanos también puedan usar H4K16ac de la madre como "modelo" para un desarrollo embrionario exitoso. Si este es el caso y qué información podría codificar este plan son preguntas abiertas para futuras investigaciones.
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Materiales proporcionado por Instituto Max Planck de Inmunobiología y Epigenética . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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