La forma tridimensional del genoma humano es esencial para una respuesta inflamatoria robusta
Una región del genoma humano con CTCF (izquierda) y otra sin (derecha), lo que da como resultado dos formas diferentes. Crédito: Gregoire Stik
La estructura tridimensional del genoma humano es esencial para proporcionar una respuesta inflamatoria rápida y sólida, pero sorprendentemente no es vital para reprogramar un tipo de célula en otro, según una investigación publicada hoy en Nature Genetics. Los hallazgos arrojan nueva luz sobre la relación fundamental entre cómo se pliega un genoma y la función de una célula.
Cada célula humana tiene dos metros de genoma condensado en 10 micrones dentro del núcleo. Plegar el genoma es más que una solución de empaquetamiento, ayuda a que los genes hagan contacto físico con otros genes o con un elemento regulador que puede estar ubicado a bastante distancia a lo largo del cromosoma. Esto es crucial para la función celular.
La estructura tridimensional precisa del genoma está entretejida por proteínas arquitectónicas. CTCF es una de las más prominentes de estas proteínas estructurales. Colectivamente, ayuda a dar forma a la estructura tridimensional general del genoma, razón por la cual se ha demostrado que CTCF es esencial para el desarrollo embrionario, la reparación del ADN y los ciclos celulares, así como para muchos otros procesos vitales que lo convierten en un área intensiva de investigación.
«Si piensa en la estructura del genoma como una casa, CTCF es el andamio que divide el espacio en habitaciones y da forma al edificio», dice Thomas Graf, autor principal del estudio y líder del grupo. en el Centro de Regulación Genómica de Barcelona. «Estudiar CTCF nos ayuda a comprender el pegamento que mantiene unido el genoma y, por delegación, el papel de la arquitectura genómica tridimensional en varios procesos fundamentales de la vida».
El papel de CTCF en la transdiferenciación es particularmente controvertido. Esto es cuando una célula se reprograma a sí misma en otro tipo de célula sin pasar por un estado intermedio, como las células alfa pancreáticas que se convierten en células beta secretoras de insulina después de una lesión del páncreas.
Para estudiar esto, los investigadores del El Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona desarrolló un sistema único en el que las células B humanas pueden ser inducidas para que se conviertan en macrófagos. Para descubrir el papel de CTCF en este proceso, utilizaron herramientas de edición del genoma CRISPR para degradar la proteína y estudiar los cambios en la organización del genoma a medida que cambia el destino de la célula.
«Para nuestra gran sorpresa, la transdiferenciación celular sigue ocurriendo con o sin CTCF, a pesar de que la forma del genoma humano cambió», dice Thomas. «Responder una pregunta ha llevado a otra. ¿Cuáles son los otros factores que participan en la arquitectura tridimensional del genoma humano que son esenciales para que una célula se convierta en otra?»
Es importante destacar que los investigadores también encontró que el agotamiento de CTCF afecta la capacidad de una célula para tener una respuesta inflamatoria completa en presencia de endotoxina bacteriana. Es uno de los primeros casos en los que los investigadores han descubierto un vínculo entre la arquitectura del genoma tridimensional y la inflamación.
«Los hallazgos de nuestro estudio podrían ayudarnos a comprender por qué una respuesta inflamatoria se altera o se exagera en algunos situaciones En un futuro lejano, incluso podría usarse para modular la respuesta inflamatoria «, dice Gregoire Stik, primer autor del artículo e investigador postdoctoral en el Centro de Regulación Genómica. «Conocemos CTCF durante décadas, pero todavía estamos descubriendo su verdadero papel en la forma del genoma y la función celular. Hay muchos más misterios ocultos en el genoma aún por descubrir».
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Los elementos transponibles juegan un papel importante en la expresión y evolución genética Más información: CTCF es prescindible para la transdiferenciación de células inmunitarias pero facilita una respuesta inflamatoria aguda, Nature Genetics (2020). DOI: 10.1038/s41588-020-0643-0 , www.nature.com/articles/s41588-020-0643-0 Información de la revista: Nature Genetics
Proporcionado por el Centro de Regulación Genómica Cita: Forma tridimensional del genoma humano esencial para una respuesta inflamatoria robusta (8 de junio de 2020) consultado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-06-d-human-genome -essential-robust.html Este documento está 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.