El asunto on-off en el ADN
Investigadores dirigidos por Kannosuke Yabe, Asuka Kamio y Soichi Inagaki de la Universidad de Tokio descubrieron que en los berros la metilación de la histona H3 lisina-9 (H3K9), que convencionalmente se considera una señal de desactivación de la transcripción genética, también puede activar la expresión genética. a través de las interacciones de otras dos proteínas y marcas de histonas. Los mecanismos moleculares muestran que en lugar de funcionar como un simple «interruptor de apagado», la metilación del H3K9 se parece más a un «interruptor de atenuación» que afina la transcripción del ADN. El descubrimiento sugiere que también pueden existir mecanismos similares en otros organismos. Los hallazgos fueron publicados en la revista.Avances científicos.
Al ADN se le suele llamar el «modelo de los organismos biológicos». Sin embargo, llamarlo «caja de herramientas de la célula» puede ser más exacto porque las células también necesitan controlar qué genes, los componentes básicos del ADN, se transcriben, o en otras palabras, «se activan o desactivan». Esto es epigenético e implica interacciones complejas de muchos tipos de proteínas, como las histonas. La metilación de H3K9 es una marca epigenética asociada con el silenciamiento de la transcripción del ADN. Aunque la metilación del H3K9 se descubrió hace 25 años, no se han aclarado todos sus mecanismos moleculares.
«Los sistemas biológicos son tan complejos», afirma Inagaki, el investigador principal, «que nos resulta casi imposible entender exactamente cómo funciona la vida. Pero podemos intentar comprender una pequeña parte de ello. La regulación de la actividad genética es fundamental para la vida y está relacionada con muchos fenómenos biológicos”.
Los investigadores optaron por investigar los mecanismos moleculares de la regulación genética.Arabidopsis thaliana, comúnmente conocidos como berros thale. El equipo utilizó una técnica llamada secuenciación por inmunoprecipitación de cromatina (ChIP-seq). Esta técnica proporciona una vista detallada de cómo las proteínas interactúan con el ADN. Puede utilizarse para analizar las ubicaciones de las modificaciones de proteínas con mucha precisión, lo que la convierte en una herramienta adecuada para investigar la metilación de histonas. Luego, llegaron los resultados del papel particular de la metilación de H3K9.
«Al principio, ignoré los resultados del análisis», recuerda Inagaki, «y no investigué más sobre el tema durante aproximadamente un año. Ignoré el hallazgo porque fue muy inesperado. Pero un día tuve un momento eureka y todo cobró sentido en mi cabeza. Después de eso, la prueba de la hipótesis de que la metilación de H3K9 desempeñaba un doble papel se desarrolló sin problemas.
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La doble función de la metilación de H3K9 se logra mediante otras dos proteínas, LDL2 y ASHH3. LDL2 ayuda a desactivar genes al eliminar otra marca de histonas, la metilación de H3K4. ASHH3 activa el gen al impedir que el LDL2 funcione a través de una tercera marca de histona, la metilación de H3K36. La compleja relación de las 3 marcas de histonas (H3K9, H3K4, H3K36) determina la actividad genética.
“Me complace haber descubierto el aspecto fundamental de la regulación genética mediante la metilación de H3K9, aunque se han realizado muchos estudios sobre la función y los mecanismos de control de la metilación de H3K9 en muchos organismos. Espero que este hallazgo estimule nuevos esfuerzos científicos para aclarar cómo funciona la regulación genética», afirma Inagaki, que ya está pensando en futuras investigaciones.
CRÉDITO DE LA IMAGEN: Yabe et al 2024
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La publicación El asunto on-off en el ADN apareció por primera vez en Scientific Inquirer.
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