Por primera vez, vemos cómo el ADN basura activa los genes

Un grupo de investigadores de la Universidad de Princeton, liderados por Thomas Gregor, ha logrado videos que muestran cómo las piezas de ADN que alguna vez se consideraron inútiles, el ADN basura,pueden actuar como interruptores de activación y desactivación de genes.

Estas piezas de ADN son parte de más del 90% del material genético que no son genes. Los investigadores ahora saben que el ADN basura, en particular los segmentos conocidos como potenciadores, contiene la mayor parte de la información que puede activar o desactivar los genes. Pero no se comprendía bien cómo encontraban y activaban un gen diana en el complejo entorno del núcleo de una célula.

La imágenes conseguidas por el equipo de Gregor, permiten ver los potenciadores a medida que encuentran y se conectan a un gen para poner en marcha su actividad. El estudio fue publicado en Nature Genetics.

Este avance puede ayudar en la comprensión del desarrollo, cuando incluso pequeños errores genéticos pueden provocar defectos de nacimiento. El momento de la activación del gen también es importante en el desarrollo de muchas enfermedades, incluido el cáncer.

«La clave para curar tales condiciones – explica Gregor – es nuestra capacidad para elucidar los mecanismos subyacentes. El objetivo es utilizar estas reglas para regular y rediseñar los programas subyacentes al desarrollo y los procesos de ciertas enfermedades”.
Como su nombre sugiere, los potenciadores cambian la expresión de otros genes. En el genoma de los mamíferos, hay un estimado de 200.000 a 1 millón de potenciadores, y muchos están ubicados muy lejos en la cadena de ADN del gen que regulan, lo que plantea la cuestión de cómo los segmentos reguladores pueden localizar y conectarse con sus genes diana.

Muchos estudios previos sobre potenciadores se llevaron a cabo en células no vivas debido a la dificultad para generar imágenes de la actividad genética en organismos vivos. Dichos estudios solo dan instantáneas a tiempo y pueden pasar por alto detalles importantes.
En el nuevo estudio, los investigadores utilizaron técnicas de imagen desarrolladas en Princeton para rastrear la posición de un potenciador y su gen objetivo, mientras que simultáneamente monitorean la actividad del gen en embriones de moscas vivas.

El video demuestra que el contacto físico entre el potenciador y el gen es necesario para activar la transcripción, el primer paso para leer las instrucciones genéticas. Los potenciadores permanecen conectados al gen todo el tiempo que está activo. Cuando el potenciador se desconecta, la actividad del gen se detiene.

Los investigadores también descubrieron que durante la transcripción, la estructura formada por el potenciador y el gen se hace más compacta, lo que sugiere un cambio en el ADN en esa región.
Para capturar el video de un potenciador en contacto con un gen, los investigadores colocaron etiquetas fluorescentes en el potenciador y su gen objetivo. Los potenciadores examinados son los de un gen llamado Eve, y dan lugar a un patrón de siete rayas que se forma en la superficie del embrión en desarrollo después de aproximadamente tres horas.

Juan Scaliter