MADRID, 5 Oct. (EUROPA PRESS) -
Un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad de California en Santa Cruz (Estados Unidos) muestra cómo un tipo común de modificación epigenética puede transmitirse a través del esperma no sólo de padres a hijos, sino también a la siguiente generación. Esto se denomina "herencia epigenética transgeneracional" y puede explicar cómo la salud y el desarrollo de una persona pueden verse influidos por las experiencias de sus padres y abuelos.
Sin alterar el código genético del ADN, las modificaciones epigenéticas pueden cambiar la forma en que se expresan los genes, afectando a la salud y el desarrollo de un organismo. La idea, antaño radical, de que estos cambios en la expresión de los genes pueden ser heredados cuenta ahora con un creciente número de pruebas que la respaldan, pero los mecanismos implicados siguen siendo poco conocidos.
El estudio, publicado en la revista 'Proceedings of the National Academy of Sciences' (PNAS), se centró en una modificación concreta de una proteína histona que cambia la forma en que el ADN se empaqueta en los cromosomas. Esta marca epigenética ampliamente estudiada (denominada H3K27me3) es conocida por desactivar o "reprimir" los genes afectados y se encuentra en todos los animales multicelulares, desde los humanos hasta el gusano nematodo 'C. elegans' utilizado en este estudio.
"Estos resultados establecen una relación de causa-efecto entre las marcas de histonas transmitidas por el esperma y la expresión y el desarrollo de los genes en la descendencia y la descendencia", explica la autora correspondiente Susan Strome, profesora emérita de biología molecular, celular y del desarrollo en la UC Santa Cruz.
Las histonas son las principales proteínas que intervienen en el empaquetamiento del ADN en los cromosomas. La marca epigenética conocida como H3K27me3 se refiere a la metilación de un aminoácido concreto en la histona H3. Esto hace que el ADN se empaquete más densamente, haciendo que los genes de esa región sean menos accesibles para su activación.
El nuevo estudio consistió en eliminar selectivamente esta marca de histona de los cromosomas de los espermatozoides de 'C. elegans', que luego se utilizaron para fecundar óvulos con cromosomas totalmente marcados. En la descendencia resultante, los investigadores observaron patrones de expresión genética anormales, con genes en los cromosomas paternos (heredados del esperma) activados o "regulados" en ausencia de la marca epigenética represiva.
Esto hizo que los tejidos activaran genes que normalmente no expresarían. Por ejemplo, el tejido de la línea germinal (que produce óvulos y espermatozoides) activó genes que normalmente se expresan en las neuronas.
"En todos los tejidos que analizamos, los genes se expresaban de forma aberrante, pero en cada uno de ellos se activaban genes diferentes, lo que demuestra que el contexto del tejido determinaba qué genes se regulaban", afirma Strome.
El análisis de los cromosomas del tejido de la línea germinal de la cría reveló que los genes regulados al alza seguían careciendo de la marca de histona represiva, mientras que la marca se había restaurado en los genes que no estaban regulados al alza.
"En la línea germinal de la descendencia, algunos genes se activaron de forma aberrante y permanecieron en el estado carente de la marca represiva, mientras que el resto del genoma recuperó la marca, y ese patrón se transmitió a la descendencia --explica Strome--. Especulamos que si este patrón de empaquetamiento del ADN se mantiene en la línea germinal, podría transmitirse potencialmente durante numerosas generaciones".
En la descendencia, los investigadores observaron una serie de efectos en el desarrollo, incluidos algunos gusanos que eran completamente estériles. Esta mezcla de resultados se debe a la forma en que se distribuyen los cromosomas durante las divisiones celulares que producen los espermatozoides y los óvulos, lo que da lugar a muchas combinaciones diferentes de cromosomas que pueden transmitirse a la siguiente generación.
Los investigadores del laboratorio de Strome llevan años estudiando la herencia epigenética en 'C. elegans' y este artículo representa la culminación de su trabajo en este campo. Señala que otros investigadores que estudian células de mamíferos en cultivo han obtenido resultados muy similares a los de su laboratorio en gusanos, aunque esos estudios no mostraron la transmisión a través de múltiples generaciones.
"Esto parece una característica conservada de la expresión génica y el desarrollo en los animales, no sólo un extraño fenómeno específico de los gusanos --subraya--. Podemos hacer experimentos genéticos sorprendentes en 'C. elegans' que no pueden hacerse en humanos, y los resultados de nuestros experimentos en gusanos pueden tener amplias implicaciones en otros organismos".
