MADRID, 5 May. (EUROPA PRESS) -
Nuevas pistas sobre enfermedades como la enfermedad inflamatoria intestinal pueden detectarse gracias a un nuevo catálogo de interacciones genómicas diseñado por un grupo de investigadores de Japón y Reino Unido y que se detalla en un artículo que se publica este lunes en 'Nature Genetics'. Biólogos han diseñado el catálogo más amplio de promotores de interacciones hasta la fecha.
Promotores son secciones clave de ADN que se convierten en genes dentro o fuera; cada gen tiene uno y cuando no funcionan correctamente, pueden desencadenar enfermedades. Los científicos están interesados en entender qué influye en estos promotores, incluyendo las interacciones entre sí y con otras secciones de ADN.
"Cualquier enfermedad genética está relacionada con la regulación de genes", afirma el profesor Nick Luscombe, que dirige la Unidad de Genómica y Sistemas Regulatorios en el Instituto de Ciencia y Tecnología de la Universidad de Graduados de Okinawa (OIST, por sus siglas en inglés) en Japón. "Cuanto más entendamos acerca de la regulación de genes, más comprenderemos qué puede salir mal", añade.
El nuevo catálogo documenta más de 1 millón de interacciones que implica a promotores. "Teníamos la agenda telefónica y sabíamos las personas que figuran en ella que estaban haciendo llamadas, pero no sabíamos qué estaban pidiendo, algo que ahora hemos conseguido", explica el coautor principal del estudio Filipe Tavares-Cadete, investigador postdoctoral en OIST, quien analizó los datos con colegas mientras estaba el Instituto Francis Crick.
El genoma está haciendo un montón de llamadas de larga distancia. Más de la mitad de las interacciones eran entre promotores y secciones de ADN que están muy lejos en la secuencia lineal, por lo menos 150.000 pares de bases. Esto se debe a que dentro de la célula, el ADN está estrechamente envuelto en bucles, lo que genera fragmentos de ADN juntos que parecen muy lejos cuando todas las letras se imprimen en una línea.
El nuevo catálogo recopila más de 22.000 interacciones entre promotores y otras partes de ADN que son millones de pares de bases más que en comparación con sólo las 90 interacciones observadas por los métodos anteriores.
Para construir el catálogo, un amplio equipo de colaboradores, entre ellos Cameron Osborne, en el Kings College de Londres, Reino Unido, y Peter Fraser, en el Instituto Babraham en Inglaterra, desarrolló una nueva técnica llamada 'Capture Hi-C', basada en métodos existentes pero modificados para capturar secciones específicas de ADN, lo que maximiza el poder de secuenciación. Al dirigirse a los promotores, capturaron cientos de miles de promotores de interacciones, hasta 67 veces más que otras técnicas.
"Este método realmente ayudará a profundizar en cómo las redes de interacciones cooperan para regular los genes -afirma el doctor Cameron Osborne, genetista en el Kings College de Londres--. Es sólo el comienzo, ya que cada tipo de célula tendrá su propio conjunto único de interacciones".
A largo plazo, los promotores de interacciones son particularmente interesantes para estudios de enfermedades. A menudo, las mutaciones del ADN, conocidas como polimorfismos de nucleótido único (SNP, por sus siglas en inglés), se encuentran en lo que aparece en la secuencia lineal como el medio de la nada exterior, y a menudo bastante lejos de los genes, lo que dificulta determinar qué mutaciones afectan a los genes y qué genes están asociados con una enfermedad particular.
Al observar que los promotores interactúan con SNP conocidos, los investigadores identificaron con éxito genes conocidos por estar involucrados en los trastornos inflamatorios del intestino, incluyendo la enfermedad de Crohn. Otros científicos pueden ahora explotar el catálogo de libre disposición para posibles interacciones y genes relacionados con la enfermedad.
"Ver con qué promotor inteactúa un SNP es mucho más cercano a la biología real que asumir que un SNP influye en el gen más cercano sobre el genoma lineal", subraya Tavares-Cadete. Al analizar el catálogo, el equipo también descubrió nuevos elementos para apagar genes. Los científicos sabían que eran interruptores de encendido de largo alcance, que son conocidos como potenciadores, y ahora han descubierto que también son interruptores de apagado, llamados silenciadores.
Estos expertos descubrieron los silenciadores de largo alcance mientras estudiaban qué promotores interactúan con las histonas represivas, las proteínas con las que se envuelve el ADN, como cuentas de un collar. "Sospechamos que más de estos silenciadores de largo alcance está entrando en contacto con promotores y apagando la expresión de genes --sugiere Tavares-Cadete--. Esto pone de relieve el gran impacto que los principales promotores de interacciones pueden tener en el buen funcionamiento del genoma".
