El mapa del epigenoma de la levadura revela detalles de la regulación génica
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Un nuevo estudio de Penn State y Cornell describe un esfuerzo por producir el mapa más completo y de alta resolución hasta la fecha de la arquitectura cromosómica y la regulación génica en la levadura, un paso importante hacia la mejora de la comprensión del desarrollo, la evolución y las respuestas ambientales en los organismos superiores.
Específicamente, el estudio mapeó sitios de unión precisos de más de 400 proteínas cromosómicas diferentes en el genoma de la levadura, la mayoría de las cuales regulan la expresión de genes.
Las células de levadura proporcionan un sistema modelo simple con 6000 genes, la mayoría de los cuales se encuentran en otros organismos, incluidos los humanos, lo que los convierte en excelentes candidatos para estudiar la genética fundamental y las vías biológicas complejas.
El artículo, «Una arquitectura proteica de alta resolución del genoma de la levadura en ciernes», publicado 10 de marzo en la revista Nature.
«Es una propuesta mucho más compleja, pero como la secuenciación del genoma de la levadura precedió a la secuenciación del humano, estoy seguro de que podremos ver la arquitectura regulatoria del genoma humano», dijo el autor principal B. Franklin Pugh ’83, profesor de biología molecular y genética en la Facultad de Artes y Ciencias y ex profesor de la Universidad Estatal de Pensilvania, donde comenzó este trabajo. Matthew Rossi, profesor asistente de investigación en Penn State, es el primer autor del artículo.
El equipo usó una técnica llamada ChIP-exo para mapear las ubicaciones de unión de unas 400 proteínas diferentes que interactúan con el genoma de la levadura. algunos en algunas ubicaciones y otros en miles de ubicaciones.
El equipo realizó más de 1200 experimentos ChIP-exo individuales, produciendo miles de millones de puntos de datos individuales. El análisis de tantos datos requirió el uso de grupos de supercomputación de Penn State y el desarrollo de varias herramientas bioinformáticas novedosas para identificar patrones y revelar la organización de proteínas reguladoras en el genoma de la levadura. El análisis reveló una cantidad sorprendentemente pequeña de ensamblajes de proteínas únicos que se usan repetidamente en el genoma de la levadura.
El estudio reveló dos arquitecturas reguladoras de genes distintas, ampliando el modelo tradicional de regulación de genes. Los llamados genes constitutivos, aquellos que realizan funciones básicas de «mantenimiento» y casi siempre están activos a niveles bajos, solo requerían un conjunto básico de controles regulatorios, mientras que los activados por señales ambientales, conocidos como genes inducibles, tenían una arquitectura más especializada.
El modelo tradicional de regulación génica involucra proteínas llamadas «factores de transcripción», que se unen a secuencias de ADN específicas para controlar la expresión de un gen cercano. Sin embargo, los investigadores encontraron que los genes de «limpieza», que comprenden la mayoría de los genes en la levadura, carecían de una arquitectura proteína-ADN que permitiría la unión de factores de transcripción específicos, un sello distintivo de los genes inducibles.
«La resolución y la integridad de los datos nos permitieron identificar 21 ensamblajes de proteínas y también identificar la ausencia de señales de control regulatorias específicas en los genes domésticos», dijo el coautor Shaun Mahony, profesor asistente de bioquímica y biología molecular en Penn State. «Los métodos computacionales que hemos desarrollado para analizar estos datos podrían servir como punto de partida para un mayor desarrollo de estudios de regulación de genes en organismos más complejos».
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Un nuevo mapa de ubicaciones de unión a proteínas en la levadura avanza en la comprensión de la regulación génica Más información: Una arquitectura proteica de alta resolución del genoma de la levadura en ciernes, Nature (2021). DOI: 10.1038/s41586-021-03314-8 , dx.doi.org/10.1038/s41586-021-03314-8 Información del diario: Nature
Proporcionado por la Universidad de Cornell Cita : El mapa del epigenoma de la levadura revela detalles de la regulación génica (12 de marzo de 2021) consultado el 30 de agosto de 2022 en https://medicalxpress.com/news/2021-03-yeast-epigenome-reveals-gene.html Este documento es sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.