Los investigadores han descubierto una «gramática espacial» en ADN Esto redefine el papel de los factores de transcripción en la regulación genética, lo que afecta nuestra comprensión de los cambios genéticos y las enfermedades.

El descubrimiento de un nuevo código dentro del ADN, conocido como «gramática espacial», puede ayudarnos a descubrir el secreto detrás de cómo se codifica la actividad genética en el genoma humano.

Este descubrimiento innovador, realizado por investigadores de la Universidad Estatal de Washington y la Universidad de California en San Diego, fue publicado en la revista naturalezaUn estudio reciente ha revelado gramáticas espaciales ocultas que se encuentran en el ADN, sobre las cuales se ha formulado una hipótesis durante mucho tiempo. Esta investigación puede remodelar la comprensión de los científicos sobre la regulación genética y cómo las variaciones genéticas pueden afectar la expresión genética durante el desarrollo o la enfermedad.

Detección de dependencia posicional

Los factores de transcripción, proteínas que controlan qué genes se activan o desactivan en el genoma, desempeñan un papel crucial en este código. Durante mucho tiempo se pensó que actuaban como activadores o represores de la actividad genética, pero esta investigación muestra que la función de los factores de transcripción es más compleja.

«Al contrario de lo que se encuentra en los libros de texto, los factores de transcripción que actúan como verdaderos activadores o represores son sorprendentemente raros», dijo Sascha Dutke, profesor asistente de la Universidad Estatal de Washington, quien dirigió la mayor parte de la investigación en la Facultad de Biociencias Moleculares de Estados Unidos. la Facultad de Medicina Veterinaria.

En cambio, los científicos han descubierto que la mayoría de los estimulantes también pueden actuar como inhibidores.

«Si eliminas el activador, tu hipótesis es que pierdes la activación», dijo Baylee McDonald, estudiante de posgrado de la Universidad Estatal de Washington que formó parte del equipo de investigación. «Pero eso fue cierto sólo en el 50% al 60% de los casos. , entonces sabíamos que había un error”.

Al observar más de cerca, los investigadores descubrieron que la función de muchos factores de transcripción depende en gran medida de la posición.

Los investigadores descubrieron que la distancia entre los factores de transcripción y su ubicación en relación con el lugar donde comienza a transcribirse un gen determina el nivel de actividad genética. Por ejemplo, los factores de transcripción pueden activar la expresión genética cuando se colocan corriente arriba o delante del sitio donde comienza la transcripción de un gen, pero inhiben su actividad cuando se colocan corriente abajo o después del sitio donde comienza la transcripción de un gen.

«Es el espacio, o el ‘entorno’, lo que determina si un factor de transcripción en particular actúa como activador o represor», dijo Dutke. «Esto muestra que, de manera similar a aprender un nuevo idioma, para aprender cómo se codifican los patrones de expresión genética en nuestro genoma, necesitamos comprender sus palabras y reglas gramaticales».

Implicaciones para la investigación genética

Christopher Penner, profesor asistente de la Universidad de California en San Diego, espera que al incorporar las “reglas espaciales” recientemente descubiertas, los científicos podrán obtener una comprensión más profunda de cómo las mutaciones o variaciones genéticas afectan la expresión genética y contribuyen a las enfermedades.

«Las aplicaciones potenciales de esta tecnología son enormes y, como mínimo, cambiará la forma en que los científicos estudian la expresión genética», dijo Benner.

Referencia: “Función dependiente de la posición de los factores de transcripción específicos de secuencia humana” por Sascha H. Dutke, Carlos Guzman, Max Zhang, Nathaniel B. delos Santos, Billy R. McDonald, Jia Li Shi, Aaron F. Karlin, Sven Heinz, y Christopher Penner, 17 de julio de 2024. naturaleza.
doi: 10.1038/s41586-024-07662-z