Un descobriment que pot ajudar a la comprensió del càncer
Investigadors catalans proven que l'organització espacial del genoma no és casual i té un paper fonamental en l'expressió dels gens
BarcelonaInvestigadors del Centre de Regulació Genòmica (CRG) de Barcelona han descobert que la disposició del genoma, és a dir, la seva organització espacial, no és casual, sinó que determina la funció i destí de les cèl·lules. Aquest descobriment ajuda a fer un pas endavant en la interpretació correcta de la genòmica. La recerca, publicada aquest dilluns a la revista 'Nature Genetics' és part del projecte 4D Genome, que estudia l'arquitectura tridimensional del genoma.
Segons ha explicat a Efe el coinvestigador principal d'aquest treball, Marc A. Martí-Renom, els resultats indiquen que l'arquitectura del genoma "té un valor molt important per controlar l'expressió dels gens durant la reprogramació i, per tant, per a les funcions especialitzades de les cèl·lules del cos".
"Acabem de destapar el que podria ser només el principi d'un nou mecanisme crític mitjançant pel qual les cèl·lules regulen l'expressió dels gens", ha afirmat Martí-Renom. Aquest nou descobriment, segons l'investigador, podria ser fonamental per entendre millor el desenvolupament embrionari i per aprofundir en la comprensió de malalties com el càncer.
En la investigació hi han participat quatre laboratoris del CRG, incloent un del Centre Nacional d'Anàlisi Genòmica (CNAG-CRG), que han comptat amb un ajut del Consell Europeu de Recerca (ERC, per les sigles en anglès) de 13 milions d'euros.
Fins ara, els científics han estat llegint el codi de la vida (el genoma) com una seqüència de lletres, encara que alguns ja exploren la seva organització tridimensional, com els investigadors del CRG que han demostrat que l'organització espacial del genoma juga un paper crucial en l'expressió dels gens.
El projecte 4D Genome pretén comprendre com l'organització espacial del genoma contribueix en les decisions que prenen les cèl·lules i descobrir si l'arquitectura del genoma té una funció biològica o si és un simple efecte secundari fruit de la pròpia activitat del genoma.
El model que van utilitzar per investigar va ser la reprogramació cel·lular, un procés que permet als científics reprogramar glòbuls blancs per revertir-los cap a un estat de pluripotència per obtenir així cèl·lules mare.
Els científics van estudiar les proteïnes que controlen l'activitat dels gens, conegudes com a factors de transcripció, i van avaluar com indueixen canvis en l'expressió dels gens i en l'organització 3D del genoma.
Des dels anys 50 se sap que totes les cèl·lules del cos contenen la mateixa informació genètica, però cada cèl·lula llegeix i utilitza la informació continguda en diferents parts del genoma. Els factors de transcripció són la maquinària necessària perquè això passi, ja que s'encarreguen d'"encendre" i "apagar" els gens.
Els científics van usar un mètode de reprogramació creat per l'investigador del CRG Thomas Graf i el seu equip i amb aquesta eina van aconseguir estudiar la dinàmica de l'organització del genoma, comparant els canvis en la seva arquitectura i en la transcripció en diferents moments al llarg de la reprogramació.
"Esperàvem observar que els factors de transcripció primer encendrien certs gens, i que això forçaria després la reorganització de l'estructura 3D del cromosoma. Sorprenentment, el que vam trobar va ser que, en una gran part del genoma, els factors de transcripció en realitat promovien la reorganització espacial primer, abans d'encendre qualsevol gen", ha detallat Ralph Stadhouders, coprimer autor del treball al costat del biòleg computacional Enrique Vidal.
"El nostre treball mostra que els factors de transcripció juguen un paper completament nou en la reprogramació: no només encenen i apaguen gens, sinó que promouen els canvis arquitectònics necessaris per modificar l'expressió dels gens", ha conclòs Graf, cap de grup al CRG i líder d'aquest estudi.
"Els nostres resultats poden tenir importants implicacions per a tots aquells investigadors en el món que estiguin estudiant la regulació dels gens en general. Ara sabem que no podem ignorar l'organització a gran escala del genoma", ha indicat Graf.
"A més, -ha conclòs- ens obre noves preguntes sobre com es formen aquests enormes canvis: podria tractar-se de nous mecanismes, potser fins i tot de nous processos necessaris per canviar algunes àrees del genoma"