Los investigadores de WEHI han revelado cómo un ‘efecto acordeón’ es fundamental para desactivar los genes, en un estudio que transforma los fundamentos de lo que sabemos sobre el silenciamiento de genes.
También ofrece una nueva forma de aprovechar potencialmente el silenciamiento de genes en el futuro, para tratar o revertir la progresión de una amplia gama de enfermedades, incluido el cáncer, enfermedades congénitas e infecciosas.
El silenciamiento de genes está regulado por la fuerza con la que el ADN está empaquetado en una célula. Los hallazgos de un equipo dirigido por el Dr. Andrew Keniry y la profesora Marnie Blewitt revelan un nuevo disparador similar a un acordeón que es crucial para el proceso.
La investigación se publica en Comunicaciones de la naturaleza.
Todo en el ADN
El ADN que constituye nuestro material genético está fuertemente envuelto alrededor de las proteínas, como un hilo envuelve un carrete. Cuando se envasa sin apretar, los genes se pueden activar; cuando está muy compactado, los genes se apagan.
En el nuevo estudio, los investigadores encontraron que para apagar un gen, el empaque del ADN debe aflojarse inicialmente, antes de comprimirse con fuerza.
La profesora Marnie Blewitt dijo que descubrir el gatillo estilo acordeón tomó al equipo por sorpresa, cambiando su comprensión fundamental hasta la fecha de este proceso crítico.
«Nos sorprendió saber que el ADN primero necesita relajarse para desencadenar este proceso», dijo.
«Al igual que un acordeón debe abrirse antes de comprimirse para producir una nota musical, descubrimos que nuestro ADN debe abrirse primero, antes de que pueda comprimirse y silenciar el gen».
Poder silenciador
El Dr. Andrew Keniry dijo que el silenciamiento de genes tenía un potencial terapéutico sorprendente.
«Si pudiéramos aprender exactamente cómo desactivar los genes, algún día podríamos desactivar los genes perjudiciales en una variedad de enfermedades», dijo el Dr. Keniry.
«Si pudiera desactivar los oncogenes que provocan el cáncer, por ejemplo, podría tener un nuevo tratamiento.
«Para poder realizar este sueño, primero necesitamos saber cómo ocurre el proceso para que pueda imitarse con medicamentos, y nuestro descubrimiento es una pieza vital más de este rompecabezas».
El estudio mecanicista fundamental se centró en la búsqueda eficiente de nuevos factores implicados en el proceso de silenciamiento génico.
Para habilitar esto, el equipo creó un sistema al que llamaron ‘Xmas’, basado en etiquetas rojas y verdes que normalmente se apagan durante el desarrollo. El sistema informó de la actividad génica de cada cromosoma X a través de la expresión de una proteína fluorescente roja y verde, para revelar si el proceso de silenciamiento génico se estaba produciendo con normalidad.
El estudio descubrió un nuevo mecanismo molecular de silenciamiento de genes, y los investigadores identificaron el complejo proteico requerido para este proceso, conocido como complejo BAF.
Los próximos pasos de la investigación investigarán por qué se requiere el efecto acordeón para silenciar genes y la relevancia del proceso para genes en otros cromosomas, como los autosomas.
Esta investigación fue apoyada por Dyson Bequest, la Fundación DHB, el Consejo Nacional de Investigación Médica y de Salud de Australia, el Gobierno del Estado de Victoria y una beca Bellberry-Viertel Senior Medical Research. El trabajo también involucró colaboraciones con otros investigadores australianos en Monash BioMedical Discovery Institute y la Universidad de Tasmania.
