Un estudi qüestiona algunes de les regles de lʼepigenètica

Portada de la revista <i>Nature Genetics</i> amb una il·lustració de Luisa Lente inspirada en els resultats dels equips catalans i el quadre de Salvador Dalí <i>Paisatge amb papallones (El gran masturbador en paisatge surrealista amb ADN)</i>.
Portada de la revista Nature Genetics amb una il·lustració de Luisa Lente inspirada en els resultats dels equips catalans i el quadre de Salvador Dalí Paisatge amb papallones (El gran masturbador en paisatge surrealista amb ADN).
Recerca
(07/10/2015)

Les cèl·lules d'un organisme pluricel·lular contenen material genètic idèntic (el genoma), però s'organitzen en estructures amb funcions molt diverses. Les diferències entre els tipus cel·lulars són degudes a l'expressió diferencial dels seus gens, una conseqüència de la interacció de diversos components —com els factors de transcripció amb la maquinària de transcripció— i d'un conjunt de modificacions que es produeixen en la cromatina (ADN i proteïnes associades), les anomenades modificacions epigenètiques.

Portada de la revista <i>Nature Genetics</i> amb una il·lustració de Luisa Lente inspirada en els resultats dels equips catalans i el quadre de Salvador Dalí <i>Paisatge amb papallones (El gran masturbador en paisatge surrealista amb ADN)</i>.
Portada de la revista Nature Genetics amb una il·lustració de Luisa Lente inspirada en els resultats dels equips catalans i el quadre de Salvador Dalí Paisatge amb papallones (El gran masturbador en paisatge surrealista amb ADN).
Recerca
07/10/2015

Les cèl·lules d'un organisme pluricel·lular contenen material genètic idèntic (el genoma), però s'organitzen en estructures amb funcions molt diverses. Les diferències entre els tipus cel·lulars són degudes a l'expressió diferencial dels seus gens, una conseqüència de la interacció de diversos components —com els factors de transcripció amb la maquinària de transcripció— i d'un conjunt de modificacions que es produeixen en la cromatina (ADN i proteïnes associades), les anomenades modificacions epigenètiques.

En un estudi codirigit per Montserrat Corominas, investigadora del Departament de Genètica de la Universitat de Barcelona i de lʼInstitut de Biomedicina de la UB (IBUB), i Roderic Guigó, expert del Centre de Regulació Genòmica (CRG-UPF), els científics han posat de manifest que les marques de cromatina sembla que són poc rellevants en la regulació de gens que sʼexpressen de manera puntual durant el desenvolupament. Els resultats de lʼestudi, publicat aquest octubre a la portada de la revista Nature Genetics, contrasten amb la visió generalment acceptada sobre el paper clau de les marques en la cromatina en la regulació de lʼexpressió dels gens.

La recerca sʼha dut a terme gràcies a les dades sobre expressió dels gens obtingudes en el projecte internacional modENCODE, que té per objecte proporcionar a la comunitat científica una enciclopèdia completa d'elements funcionals del genoma dels organismes model. En aquest cas, els investigadors han utilitzat les dades dʼexpressió dels genomes del cuc C. elegans i la mosca del vinagre D. melanogaster.

Tal com explica la professora Montserrat Corominas (UB-IBUB), «inicialment no buscàvem estudiar la relació entre les marques de la cromatina i lʼexpressió dels gens durant el desenvolupament, sinó analitzar la funció dʼaquestes marques en el processament de l'ARN. Vam observar, però, que hi havia alguns gens amb alts nivells dʼexpressió que no tenien les marques de cromatina que es consideren necessàries per mantenir justament aquests nivells elevats».

«Inicialment —continua— vam considerar que això podria ser un artefacte de la nostra aproximació experimental, ja que si els gens s'expressen únicament en algunes cèl·lules —com passa sovint amb gens regulats durant el desenvolupament—, el senyal que s'origina de les modificacions podria diluir-se i no ser detectat. Però en analitzar les dades produïdes pel projecte modENCODE, ens vam adonar que, efectivament, els gens regulats durant el desenvolupament sʼexpressen sense les marques de cromatina que caldria esperar». Tal com expliquen els experts, gran part del treball sʼha centrat a confirmar experimentalment aquests resultats.

El desenvolupament embrionari és un procés molt estudiat en què la regulació en lʼexpressió dels gens és crucial. Hi ha molts gens expressant-se simultàniament i de manera puntual. El treball que presenten ara aquests dos grups de recerca a Barcelona ofereix nova informació per comprendre aquest procés; en concret, se centra en un conjunt de gens que actuen durant el desenvolupament i que són específics dʼalguns teixits.

Avui en dia, es disposa de models informàtics que ajuden a preveure quins seran els patrons en lʼexpressió dels gens segons les modificacions en la cromatina. El treball publicat afegeix una nova visió que fins ara no es considerava i contribueix que es pugui disposar de «models predictius encara més fiables», en paraules de Roderic Guigó, coordinador del programa de Bioinformàtica i Genòmica al CRG i catedràtic de la Universitat Pompeu Fabra. «Els nostres resultats es basen en lʼexpressió dels gens en dos organismes model. Ara caldria comprovar si el que hem observat en aquests dos organismes també succeeix en humans. Si fos així, els resultats del nostre estudi contribuirien a una millor aproximació a lʼhora de manipular o modular els nivells dʼexpressió dels gens, una cosa que seria molt útil amb vista a lʼestudi i el tractament dʼalgunes malalties perquè sabem que sovint aquests gens hi estan directament relacionats», conclou Guigó.