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Estudie los movimientos espaciales de los monitores de la expresión génica del hígado en lazo al reloj circadiano

Nada en biología es estático. Los procesos biológicos fluctúan en un cierto plazo, y si debemos juntar un retrato exacto de las células, de los tejidos, de los órganos etc., tenemos que tener en cuenta sus configuraciones temporales. De hecho, este esfuerzo ha dado lugar a un campo del estudio entero conocido como “cronobiología”.

El hígado es un ejemplo típico. Todo que comemos o la bebida se tramita eventual allí para separar los alimentos de desecho y para regular el equilibrio metabólico de la carrocería. De hecho, el hígado en conjunto tiempo-se regula extensivamente, y esta configuración es orquestrada por los ritmos el supuesto reloj circadiano, el metrónomo interno de nuestra carrocería, así como las señales bioquímicas y la consumición.

Pero el hígado se divide real en las pequeñas unidades que relanzan llamadas los “lóbulos”, en los cuales las zonas distintas realizan diversas funciones. Esta organización espacial compleja se conoce como “división en zonas del hígado”. Por ejemplo, la avería de azúcares durante la digestión ocurre preferencial en un lado del lóbulo, la supuesta zona central, mientras que la producción de glucosa mientras que descansamos de almacenes tales como grasa, ocurre en el otro lado del hígado, en el lado porta.

Hasta ahora, la división en zonas del hígado se ha estudiado solamente estático, observando en lo que hace cada zona independientemente de tiempo, y viceversa. Y dado cómo la central el hígado está en fisiología mamífera, las dos aproximaciones de la investigación tienen que ensamblar esfuerzos de entender cómo obran recíprocamente los programas temporales y espaciales del hígado.

En un primer estudio, los científicos en EPFL y el instituto de Weizmann de la ciencia, llevado por profesores Felix Naef en la escuela de EPFL de ciencias de la vida y Shalev Itzkovitz en el Weizmann, han podido vigilar los movimientos espaciales de la expresión génica dentro de los lóbulos del hígado en lazo al reloj circadiano. Estudiar este eslabón es un foco de la investigación de Naef, que ha destapado previamente conexiones entre el reloj circadiano y las proteínas del hígado, nuestros ciclos celulares, e incluso la estructura 3D de la cromatina, la DNA apretado embalada en el núcleo de célula.

El estudio salió de una concesión de la junta de EPFL-Weizmann del asiento de Rothschild Caesarea.

Explotando la capacidad de analizar el tejido del hígado en cada célula individual, los investigadores estudiaron aproximadamente 5000 genes en células de hígado en varios timepoints en el día de 24 horas. Entonces clasificaron estadístico las configuraciones que destaparon con un modelo que puede capturar variaciones espaciales y temporales en los niveles del ARN de mensajero (mRNA), un marcador del espacio-tiempo de la expresión génica.

El estudio reveló que muchos de los genes del hígado parecen ser zonated y rítmicos, significando que están reguladas por su situación en el hígado y la época del día. Estos genes doble regulados se conectan sobre todo para enchavetar las funciones del hígado, e.g el metabolismo de los lípidos, hidratos de carbono, y los aminoácidos, pero también incluye algunos genes que nunca se han asociado al metabolismo, e.g genes relacionados con las proteínas de la señora de compañía, que ayudan a otras biomoléculas para cambiar su estructura 3D o aún para montar y para desmontarla.

El trabajo revela una riqueza de la dinámica de la expresión génica del espacio-tiempo del hígado, y muestra cómo la compartimentación de la función hepática en espacio y tiempo es sello de la actividad metabólica en el hígado mamífero.”

Felix Naef, la escuela de EPFL de ciencias de la vida

Source:
Journal reference:

Droin, C., et al. (2021) Space-time logic of liver gene expression at sub-lobular scale. Nature Metabolism. doi.org/10.1038/s42255-020-00323-1.