La «gramática espacial» oculta del ADN modifica lo que sabemos de la regulación de los genes
Un descubrimiento pionero en genética ha desvelado un nuevo nivel de complejidad en la regulación de nuestros genes. Investigadores han identificado una «gramática espacial» en el ADN que podría revolucionar nuestra comprensión de la expresión génica y su papel en la salud y la enfermedad.
Por la Universidad Estatal de Washington
Científicos descubren una gramática espacial oculta en el ADN. Imagen generada con Copilot
Este hallazgo sensacional, protagonizado por investigadores de la Universidad Estatal de Washington y la Universidad de California en San Diego, en Estados Unidos, revela una gramática espacial oculta en el ADN cuya existencia se sospechaba desde hace mucho tiempo.
La investigación podría dar una nueva perspectiva a la comprensión que tienen los científicos de la regulación genética y de cómo las variaciones genéticas pueden influir en la expresión de los genes y su papel en el desarrollo y en la salud y la enfermedad.
Los factores de transcripción, las proteínas que controlan qué genes del genoma se activan o desactivan, desempeñan un papel crucial en este código oculto. Aunque durante mucho tiempo se pensó que eran activadores o represores de la actividad génica, esta investigación demuestra que la función de los factores de transcripción es mucho más compleja.
Represores y a la vez activadores
«Contrariamente a lo que se dice en los libros de texto, los factores de transcripción que actúan como verdaderos activadores o represores son sorprendentemente raros — afirma Sascha Duttke, profesor de la Universidad Estatal de Washington.
Más bien, los científicos han descubierto que la mayoría de los activadores también pueden funcionar como represores.
«Si se elimina un activador, la hipótesis es que se pierde la activación —explica Bayley McDonald, estudiante de posgrado de la Universidad Estatal de Washington que formó parte del equipo de investigación. Y continúa—: Pero eso solo se cumplía en el 50% o el 60% de los casos, así que sabíamos que algo fallaba».
Mirando más de cerca, los investigadores encontraron que la función de muchos factores de transcripción dependía en gran medida de la posición.
Sascha Duttke, profesor de Biociencias Moleculares, posa para una foto con una imagen proyectada de hebras de ADN. Cortesía: Facultad de Medicina Veterinaria / Ted S. Warren
Descubrieron que el espaciamiento entre los factores de transcripción y su posición en relación con el lugar donde comenzó la transcripción de un gen determinaba el nivel de actividad génica. Por ejemplo, los factores de transcripción pueden activar la expresión génica cuando se colocan a la cabeza de donde comienza la transcripción de un gen, pero inhiben su actividad cuando se encuentran más abajo o después del sitio de inicio de la transcripción del gen.
Recordemos que la transcripción de un gen es el proceso mediante el cual la información genética almacenada en un fragmento determinado de ADN se copia en una molécula de ARN mensajero (ARNm). Este es el primer paso crucial en la expresión génica, que eventualmente lleva a la producción de proteínas, componentes esenciales para numerosas funciones celulares.
Entender tanto sus palabras como la gramática del ADN
«Es el espaciado —o ambiente— lo que determina si un factor de transcripción en concreto actúa como activador o represor —afirma Duttke. Y añade—: Esto demuestra que, al igual que ocurre con el aprendizaje de un nuevo idioma, para aprender cómo se codifican los patrones de expresión génica en nuestro genoma necesitamos entender tanto sus palabras como su gramática».
Mediante la integración de esta gramática espacial recién descubierta, Christopher Benner, profesor de la Universidad de California en San Diego, anticipa que los científicos podrán comprender mejor cómo las mutaciones o variaciones genéticas pueden afectar a la expresión de los genes y contribuir a la aparición de enfermedades.
«Las aplicaciones potenciales son enormes —sostiene Benner. Y añade—: Como mínimo, cambiará la forma en que los científicos estudian la expresión génica».▪️
Información facilitada por la Universidad Estatal de Washington -Adaptación: Enrique Coperías / RexMolón Producciones
Fuente: Duttke, S.H., Guzman, C., Chang, M. et al. Position-dependent function of human sequence-specific transcription factors. Nature (2024). DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-024-07662-z
