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El estudio encuentra nuevos genes transposon-derivados relacionados con el autismo

La falta de algunos genes en el atado de BEC/TCEAL se podría relacionar con algunos cambios asociados al desorden del espectro del autismo, según un estudio preclínico publicado en la biología del genoma del gorrón, y llevado por profesor Jorge García Fernàndez, de la facultad de biología y del instituto de la biomedecina de la universidad de Barcelona (IBUB), y del investigador Jaime Carvajal, del centro andaluz para la biología de desarrollo - University Pablo de Olavide (CSIC-UPO).

El estudio analizado transposon-derivó los genes que están implicados en funciones complejas de los nervios y que no se han estudiado antes en el contexto del desorden del espectro del autismo y de otras enfermedades neurológicas. El estudio, realizado con los modelos animales, describe algunos mecanismos moleculares que estén determinando en el revelado del neocortex en seres humanos y otros mamíferos placentarios.

Entre los autores del estudio son los expertos del UB Enrique Navas, Bru Cormand, brote Marfany, Serena Mirra, Noelia Fernández-Castillo, éster Antón y Carlos Herrera (también piezas de IBUB, el EL IRSJD y el EL CIBERER), y Eduardo Soriano y Fausto Ulloa (IBUB-CIBERNED-ICREA). El estudio también cuenta en la participación de personas de la universidad Pablo de Olavide, el centro para la regla Genomic (CRG), universidad de Pompeu Fabra, la universidad de Murcia, la estación zoológica Antón Dohrn en Nápoles (Italia) y la universidad de Charles (República Checa).

Domesticación de Transposon: ¿cómo pueden los nuevos genes funcionales originar?

El atado de BEX/TCEAL es una familia genic de 14 genes que no se estudia mucho, y está situada en el cromosoma X. Esta familia genic cifra las pequeñas proteínas de los proteinas del cubo (conectados con muchas otras proteínas), que cambian su configuración según el contexto molecular en el cual están.

El artículo declara que el grupo genic BEX/TCEAL resultó de un proceso conocido como domesticación molecular del transposon (los elementos movibles genéticos que se pueden poner en diversas áreas del genoma). Con este proceso, una GEN no funcional del transposon puede convertirse en un nuevo elemento activo del genoma (transposon domesticado) que se convierte semejantemente a los otros genes.

Transposons se mira como fuente de la innovación y de la adaptación evolutivas en seres humanos.

Éstos son los componentes genéticos que no tienen ninguna función o son dañinos al genoma del ordenador principal. Sin embargo, en el caso del atado de BEX/TCEAL, éstos fueron domesticados por la maquinaria molecular del antepasado de mamíferos placentarios. Es decir, se convirtieron en nuevos genes!”

Profesor Jorge García-Fernández, director del departamento de la genética, de la microbiología y de las estadísticas del UB y de la culata de cilindro del grupo de investigación en la evolución y el revelado (Evo-Devo)

Durante el proceso evolutivo, los transposons pueden perder su capacidad de saltar “debido a las nuevas mutaciones, que ensamblan los efectos vecinos de las regiones del regulador donde están, y de transformar estos elementos movibles en los nuevos genes que no han aparecido antes durante la evolución”, investigador Enrique Navas-Pérez (UB-IBUB), primer autor de las notas del artículo.

Según el investigador Jaime J. Carvajal, vicerrector de CABD y culata de cilindro del grupo de investigación en la embriología molecular, “tales acciones pueden tener una gran importancia al fijar características únicas de mamíferos. Estamos observando la función de una serie de genes que puedan haber contribuido a los efectivoses de las propiedades específicas del cerebro de mamíferos placentarios”.

Genes relacionados con el desorden del espectro del autismo

El estudio declara que el gen BEX3 - un elemento en el atado de BEX/TCEAL, desempeña un papel decisivo en el camino del m-TOR, un camino metabólico relacionado con la proliferación y la diferenciación en muchos tejidos, y especialmente ésos en el sistema nervioso. En otros estudios, otros genes del atado se han relacionado con los neurotrophins (moléculas que regulan la proliferación de los nervios en el sistema nervioso embrionario) y p75, un receptor implicado en muerte neuronal.

Las conclusiones muestran que la GEN BEX3 - y otros elementos en el complejo de BEX/TCEA se podrían implicar probablemente en varios aspectos del desorden del espectro del autismo y de otras afectaciones neurológicas. Por lo tanto, los ratones que fueron afectados por la falta de uno de estos genes, mostrado cambios en comportamiento cuáles se relacionan con el desorden del espectro del autismo, aparte de mostrar algunos cambios anatómicos y esqueléticos. Los “ratones sin el gen BEX3 son antisociales, y no obran recíprocamente con otros ratones”, el investigador Ángel Carrión de las notas, del departamento de neurologías de UPO.

“Éstos son nuevos genes, derivados de los transposons, que están implicados en funciones de los nervios complejas y que no se han estudiado hasta ahora en el contexto del desorden del espectro del autismo y de otras patologías neurológicas”, observan a los investigadores.

“A pesar de ser jovenes en términos evolutivos, podían integrar en los caminos biológicos establecidos, llegando a ser esenciales para el funcionamiento correcto del animal”, de las notas Cristina Vicente-García, co-autor del artículo así como Enrique Navas-Pérez y Serena Mirra.

Los autores revelan el nivel de expresión de estos genes en individuos con espectro del autismo son inferiores. Como consecuencia, los investigadores observaron una amplia gama de manifestaciones en modelos del laboratorio, particularmente, del autismo a los comportamientos obligatorios.

Un proceso decisivo en la evolución de mamíferos placentarios

Solamente algunos genes en mamíferos placentarios se saben - y específicamente, ningunos atados del gen que deriven de la domesticación molecular de transposons. Por ejemplo, ésos se asociaron a las proteínas RAG1/2, que son elementos claves del sistema inmune adaptante de vertebrados, o a los syncytines, que habilitaron el revelado de la placenta compleja. “Por lo tanto, pensamos que la domesticación de estos transposons era un proceso importante en el revelado del neocortex en el grupo de los mamíferos placentarios, a los cuales pertenecemos.

Por lo tanto, el efecto que generó el atado de BEX/TCEAL en el genoma ancestral condicionó el revelado del cerebro de mamíferos placentarios”, observa a los investigadores.

“Todavía hay 14 nuevos genes a estudiar - que no se han estudiado prácticamente hasta now-, que se puede implicar en la formación del cerebro complejo y de varias manifestaciones del espectro del autismo. También, el sistema virus-transposons-inmune de la relación es muy intrigante. Por ejemplo, la composición de las familias del transposon del genoma del palo es excepcional entre mamíferos, y los palos son inmunes a muchas infecciones virales”, concluyen a Jorge García-Fernández.

Source:
Journal reference:

Navas-Pérez, E., et al. (2020) Characterization of an eutherian gene cluster generated after transposon domestication identifies Bex3 as relevant for advanced neurological functions. Genome Biology.  doi.org/10.1186/s13059-020-02172-3.