Los efectos del carril de los investigadores de marcas epigenéticas llevaron por los cromosomas de la esperma

Mientras que un organismo crece y responde a su ambiente, los genes en sus células están girando constante por intervalos, con diversas configuraciones de la expresión génica en diversas células. ¿Pero se pueden los cambios en la expresión génica pasar conectado de padres a sus niños y generaciones subsiguientes? Aunque las pruebas indirectas de este fenómeno, llamadas “transgenerational herencia epigenética,” estén creciendo, sigue siendo polémico porque los mecanismos detrás de él son tan misteriosos.

Ahora los investigadores en UC Santa Cruz han demostrado que la información epigenética llevada por los cromosomas parentales de la esperma puede causar cambios en la expresión génica y el revelado en el descendiente. Su estudio, publicado el 20 de marzo en las comunicaciones de la naturaleza, implicadas una serie de experimentos listos usando el nematodo worm los elegans de Caenorhabditis.

Los cambios epigenéticos no alteran las series de la DNA de genes, sino que por el contrario implican las modificaciones químicas a la DNA sí mismo o a las proteínas de la histona con las cuales la DNA se empaqueta en los cromosomas. Estas modificaciones o “marcas” cambian la expresión génica, girando genes con./desc.

En sus experimentos con los elegans de la C., los investigadores en el laboratorio de Susan Strome en UC Santa Cruz se han centrado en las marcas de la histona, modificaciones a los aminoácidos específicos en las colas de las proteínas de la histona. Strome, profesor de molecular, célula y biología de desarrollo, dijo que el nuevo estudio dirigió una pregunta central en el campo del epigenetics.

“Es una pregunta muy directa: ¿Hace heredando los cromosomas de la esperma con el empaquetado alterado de la histona de la expresión génica de la influencia de la DNA en el descendiente? Y la respuesta está sí,” ella dijo.

Primer autor Kiyomi Kaneshiro, estudiante de tercer ciclo en el laboratorio de Strome que llevó el estudio, dijo que los elegans de la C. es un buen modelo para estudiar esta pregunta porque el empaquetado de la histona se conserva completo en los cromosomas de la esperma del tornillo sin fin. En seres humanos y otros mamíferos, el empaquetado de la histona se conserva solamente parcialmente en esperma.

“Hay discusión sobre cuánto empaquetado de la histona se conserva en seres humanos, pero sabemos que está conservado en algunas regiones de desarrollo importantes del genoma,” Kaneshiro dijo.

Los investigadores se han centrado en herencia epigenética en la línea paternal porque la esperma contribuye poco más que sus cromosomas al embrión. El huevo contiene muchos otros componentes que puedan influenciar el revelado del embrión, haciéndolo más duro tomar el pelo fuera efectos epigenéticos en la línea maternal.

En sus experimentos, Kaneshiro quitó selectivamente una marca específica de la histona de los cromosomas de la esperma, después fertilizados de los huevos con la esperma modificada y estudió al descendiente resultante. Una innovación crucial era utilizar la esperma y los huevos a partir de dos diversas deformaciones de los elegans de la C., que permitieron a Kaneshiro distinguir entre los cromosomas heredaron de la esperma y de ésas heredadas del huevo. Ella eligió deformaciones del tornillo sin fin de Gran Bretaña y de Hawaii que se habían desarrollado por separado de largo bastante para acumular muchas pequeñas diferencias genéticas (llamadas los únicos polimorfismos del nucleótido).

“Los papás eran británicos y las mamáes eran hawaianas, y hay suficiente diferencias entre ellas que podríamos distinguir entre que los dos genomas parentales en las células de su descendiente,” Kaneshiro dijo. “A través de este sistema híbrido, podíamos ver las diferencias en la expresión génica que eran un resultado directo de los cambios en marcas de la histona en los cromosomas de la esperma.”

Además, esos cambios en la expresión génica tenían consecuencias de desarrollo. Con el retiro de las marcas de la histona, los cromosomas de la esperma perdieron una señal represiva que mantiene normalmente ciertos genes de ser activa el germline del descendiente (las células que dan lugar a los huevos y a la esperma). Kaneshiro observó que las células del germline del descendiente giraron genes neuronales y comenzó a convertirse en las neuronas.

La marca determinada de la histona quitada en estos experimentos es una marca epigenética extensamente estudiada encontrada en los animales que colocan de tornillos sin fin a las moscas del vinagre a los seres humanos. “Esta marca se encuentra en las histonas que se conservan en los cromosomas de la esperma en seres humanos,” Kaneshiro dijo.

Las nuevas conclusión muestran que las marcas epigenéticas heredadas afectan a la expresión génica y al revelado. Pero el estudio implicó artificial el cambiar de las marcas en los cromosomas de la esperma. Qué queda entender es cómo los efectos ambientales sobre un organismo adulto podrían alterar marcas epigenéticas en sus células del germline, permitiendo para que esos efectos ambientales sean transmitidos a las generaciones subsiguientes.

“Nuestras conclusión mencionan la posibilidad que las marcas de la histona son ondas portadoras para la herencia epigenética del transgenerational,” Kaneshiro dijeron. “Sabemos que el ambiente que un organismo experimenta puede cambiar configuraciones de la expresión génica en las células somáticas [células de carrocería del non-germline]. Si cambia configuraciones de la expresión génica en el germline, contamos con que esos cambios puedan ser heredados, pero no hemos mostrado eso todavía.”

Fuente: Universidad de California - Santa Cruz

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University of California - Santa Cruz