Científicos del CNIO

Usan la teoría de redes de Internet para descifrar la red de comunicación del epigenoma

Genoma, epigenoma
GETTY
Actualizado 28/01/2016 18:02:57 CET

   MADRID, 28 Ene. (EUROPA PRESS) -

   El equipo del Grupo de Biología Computacional Estructural del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), liderado por Alfonso Valencia, ha utilizado la teoría de redes para construir y estudiar la primera red de comunicación entre los componentes que conforman el epigenoma.

   El trabajo, publicado en la revista 'Cell Reports', se ha realizado en colaboración con el equipo de Martin Vingron del Instituto Max Planck de Genética Molecular en Berlín (Alemania), y ha sido financiado por la Unión Europea a través del Consorcio 'BLUEPRINT', dirigido a explorar el epigenoma.

   En concreto, las marcas epigenómicas serían como una red de interruptores que determinan qué regiones del genoma se encienden y serán visibles para la célula. De este modo, la misma información genética contenida en todas las células de un ser vivo puede generar tipos celulares distintos, hasta cientos en el ser humano, que utilizan unos genes y descartan otros para su funcionamiento.

   Para profundizar en este conocimiento, los investigadores han recogido datos de la literatura que incluyen tres modificaciones químicas en la citosina (letra "C" del ADN), 13 modificaciones de histonas (las proteínas sobre las que se enrolla el ADN) y 61 proteínas asociadas a histonas, utilizando como modelo células madre embrionarias de ratón.

   Aplicando los algoritmos matemáticos utilizados para medir la popularidad e influencia de las páginas web, han llegado a la conclusión de que la marca '5hmC' (modificación química de la citosina con un grupo hidroximetilo en la posición 5') es la más influyente de la red de comunicación de las células madre, como lo son ciertas páginas de 'Wikipedia' o 'Facebook' en las redes de Internet.

SISTEMA DE COMUNICACIÓN INTERNO DE LA CÉLULA

   "Hemos hecho una aproximación de biología de sistemas estudiando las señales de la cromatina (el ADN con sus modificaciones químicas y proteínas que se unen) como un sistema en su conjunto, y a partir de esto hemos construido la primera red de comunicación entre estas señales. En este caso hablamos de un sistema de comunicación interno de la célula, dentro del núcleo", ha explicado el investigador del CNIO y codirector del proyecto, Daniel Rico.

   Y es que, según describe el trabajo, 5hmC actúa como una señal clave que conecta marcas químicas sobre el ADN, como la desmetilación, con complejos que remodelan las histonas o factores de transcripción (proteínas que alteran directamente la expresión de los genes). A través de estas conexiones, esta señal sobre la citosina regula cambios en la compactación de la cromatina, procesos de diferenciación celular o el metabolismo energético en las células madre embrionarias.

   En paralelo, los científicos llevaron a cabo análisis filogenéticos de la red de comunicación que apuntan también a 5hmC como la marca que ha orquestado la evolución coordinada, o coevolución, del conjunto de señales asociadas a la cromatina. Ahora falta saber si los resultados pueden también atribuirse a otros tipos celulares.

   "Se sabía que 5hmC es muy abundante en células madre embrionarias, pero ahora sabemos que también lo es en otros tipos celulares como las neuronas o ciertos tumores. Las células del cáncer tienen características de células madre, por lo que es muy sugerente investigar si estos resultados pueden también trasladarse al epigenoma del cáncer, lo que daría nuevos datos sobre su regulación", han zanjado los autores.

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