El envejecimiento reduce los cromosomas

Fotograma de un video que muestra un modelo de compactación cromosómica (derecha) en células envejecidasCRISCIONE ET AL, SCI. ADV. 2016; 2 : e1500882En las células en proceso de senescencia, los cromosomas tienden a volverse más compactos, según un informe publicado hoy (5 de febrero) en Science Advances. Este y otros reordenamientos de cromatina señalados en el informe se suman a una comprensión cada vez mayor de cómo la estructura física de los cromosomas podría contribuir a la expresión génica alterada en las células que envejecen.

“Este es el primer estudio que usa este modelo de senescencia replicativa para definir esos cambios tridimensionales de cromatina de orden superior” dijo el epigenetista Peter Adams del Cancer Research UK Beatson Institute en Glasgow, quien no participó en el trabajo. «Es algo que la gente ha esperado durante mucho tiempo para ver».

Aunque el envejecimiento hace que nuestros tejidos se deterioren y finalmente fallen, a nivel celular la senescencia es un proceso importante para la salud. . La senescencia celular marca el…

A nivel genómico, se sabe desde hace mucho tiempo que la cromatina de las células senescentes cambia radicalmente, dijo la bióloga celular y del desarrollo Jeanne Lawrence de la Universidad de Massachusetts Medical. Escuela que tampoco participó en el trabajo. Aunque exactamente por qué es un misterio, dijo.

Lawrence y sus colegas habían demostrado previamente, por ejemplo, que la heterocromatina normalmente densamente empaquetada en los centrómeros se afloja a medida que las células envejecen. Otros habían notado que la senescencia en algunos tipos de células desencadena la formación de focos de heterocromatina densamente empaquetados. Mientras tanto, Nicola Neretti de la Universidad de Brown, quien dirigió el presente trabajo, y sus colegas demostraron que, aunque la cromatina alrededor de algunos genes se vuelve inaccesible durante la senescencia, otras regiones parecen abrirse.

Era hora de aumentar la escala, dijo. Neretti. En lugar de solo observar la accesibilidad de diferentes partes del genoma, dijo, nos preguntábamos cómo sucede esto a nivel del cromosoma.

Para examinar la conformación del genoma en 3D, el equipo de Nerettis utilizó primero un técnica llamada Hi-C, que revela la proximidad de cualquier región genómica a cualquier otra en el espacio nuclear. Este análisis reveló que a medida que las células de fibroblastos humanos se volvían senescentes, aumentaba el número de interacciones de corto alcance, como aquellas entre regiones vecinas en un cromosoma, mientras que había una disminución en las interacciones de largo alcance, como aquellas entre loci no vecinos en el mismo cromosoma o entre loci. en diferentes cromosomas.

Este aumento en las interacciones de corto alcance sugirió que los cromosomas podrían estar reduciéndose en volumen, dijo Neretti. Para ver si este era el caso, el equipo realizó una técnica de pintura de cromosomas en 3D mediante la cual se utilizan sondas de ADN fluorescentes que abarcan un cromosoma completo para hibridar, o pintar, ese cromosoma en células conservadas estructuralmente. La pintura revela así el volumen del núcleo ocupado por un cromosoma particular. La comparación de los volúmenes cromosómicos de las células en proliferación con las de las células senescentes confirmó el menor tamaño de las de estas últimas.

Aunque se produjo un aumento global de la compactación de la cromatina, es decir, una disminución del volumen cromosómico asociado a la senescencia, ciertas regiones de el genoma se comportó de manera opuesta, encontraron los investigadores. La hibridación de sondas fluorescentes con ADN centromérico, por ejemplo, reveló que estas regiones aumentaron de volumen, en línea con las observaciones previas de Lawrence. Y algunas regiones heterocromáticas del genoma también se descondensaron más. Además, la expresión de genes en estas regiones descondensadas tendía a aumentar, mientras que la expresión de genes en regiones que se condensaban durante la senescencia tendía a disminuir.

Para los investigadores que estudian el cáncer y el envejecimiento, dijo Adams, un objetivo importante es encontrar formas de mantener los efectos supresores del cáncer [de la senescencia] pero de alguna manera prevenir los [efectos] del envejecimiento y, por lo tanto, ayudar a las personas a mantener los tejidos sanos durante más tiempo.

Con ese fin, el nuevo trabajo nos ayuda a comprender cómo el epigenoma está regulado en las células senescentes: cómo se reprimen algunos genes y cómo se activan otros genes, dijo Adams a The Scientist.

En última instancia, añadió Neretti, cuanto más comprendamos sobre cómo se alcanza el estado senescente, más podremos modularlo y controlarlo.

SW Criscione et al., Reorganización de la arquitectura cromosómica en senescencia celular replicativa, Science Advances, 2:e1500882, 20 16.

¿Le interesa leer más?

The Scientist ARCHIVES

Conviértase en miembro de

Reciba acceso completo a más de 35 años de archivos, así como a TS Digest, ediciones digitales de The Scientist, artículos destacados, ¡y mucho más!Únase gratis hoy ¿Ya es miembro?Inicie sesión aquí