{"id":36039,"date":"2022-09-01T06:20:58","date_gmt":"2022-09-01T11:20:58","guid":{"rendered":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/los-padres-gusanos-transmiten-comportamientos-epigeneticamente-a-la-descendencia\/"},"modified":"2022-09-01T06:20:58","modified_gmt":"2022-09-01T11:20:58","slug":"los-padres-gusanos-transmiten-comportamientos-epigeneticamente-a-la-descendencia","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/los-padres-gusanos-transmiten-comportamientos-epigeneticamente-a-la-descendencia\/","title":{"rendered":"Los padres gusanos transmiten comportamientos epigen\u00e9ticamente a la descendencia"},"content":{"rendered":"

ARRIBA: C. elegante<\/em>© ISTOCK.COM, HEITIPAVES<\/p>\n

Ocasionalmente, como el gusano nematodo C. elegans <\/em> serpentea a trav\u00e9s de la fruta podrida en busca de bacterias para comer, se encuentra con las que no deber\u00eda comer. Algunas bacterias son letales para los animales cuando las ingieren y, desafortunadamente, los gusanos no siempre pueden distinguirlas de las nutritivas hasta que es demasiado tarde.<\/p>\n

Sin embargo, esto no impide que ense\u00f1en a sus j\u00f3venes para no cometer el mismo error, los investigadores se dieron cuenta recientemente al observar los nematodos en el laboratorio. Antes de que los animales mueran a causa del pat\u00f3geno, a menudo ponen huevos. Estos descendientes, observaron los investigadores de la Universidad de Princeton, evitan constantemente esa especie bacteriana en particular. Evidentemente, la evitaci\u00f3n de pat\u00f3genos, un h\u00e1bito de comportamiento que las madres aprendieron hacia el final de su vida, puede transmitirse a la pr\u00f3xima generaci\u00f3n, lo que ayuda a su supervivencia. Pero no es un rasgo predeterminado; en cambio, un mecanismo epigen\u00e9tico que involucra peque\u00f1os ARN parece ser el responsable.<\/p>\n

Ese es el hallazgo…<\/p>\n

Si bien se sabe que los rasgos involucrados en la inmunidad y el estr\u00e9s se pueden heredar de generaci\u00f3n en generaci\u00f3n en C. elegans<\/em>, los dos art\u00edculos se encuentran entre los primeros en demostrar que los comportamientos complejos se pueden transmitir de la misma manera.<\/p>\n

Es un avance emocionante y ser\u00eda interesante ver si otros laboratorios [estudiando herencia en otros contextos] puede repetir esto y encontrar efectos similares, comenta Eric Miska, un C. elegans<\/em> bi\u00f3logo del Instituto Gurdon de la Universidad de Cambridge que no particip\u00f3 en la investigaci\u00f3n.<\/p>\n

No te comas ese<\/h2>\n

Investigaciones anteriores han demostrado que los gusanos aprenden a evitar el cepa pat\u00f3gena de Pseudomonas aeruginosa <\/em>despu\u00e9s de haber estado expuesto a ella. El grupo de Coleen Murphys en Princeton se sorprendi\u00f3 al observar que la descendencia de los gusanos evitaba el pat\u00f3geno desde el principio. Intrigados, ella y su equipo decidieron investigar.<\/p>\n

Descubrieron que los gusanos transmitieron este h\u00e1bito a su descendencia hasta la cuarta generaci\u00f3n, despu\u00e9s de lo cual el comportamiento desapareci\u00f3. Esto les dio una ventaja en la supervivencia. Cuando se colocaron en un plato donde el pat\u00f3geno se distribuy\u00f3 en parches, los gusanos cuyos padres hab\u00edan estado expuestos a la bacteria tuvieron una tasa de supervivencia un 77 % m\u00e1s alta en comparaci\u00f3n con los j\u00f3venes de los padres no expuestos.<\/p>\n

\n

Se sabe desde hace bastante tiempo que la herencia transgeneracional en los gusanos puede estar mediada por peque\u00f1as v\u00edas de ARN, pero pocos han relacionado el mecanismo con un rasgo de comportamiento.<\/p>\n<\/blockquote>\n

Para comprender los mecanismos en juego, el Los investigadores compararon los perfiles de expresi\u00f3n g\u00e9nica de los gusanos expuestos a pat\u00f3genos con los que solo hab\u00edan estado expuestos a una cepa inofensiva de E. coli<\/em>. Descubrieron que muchos genes neuronales estaban regulados al alza en los padres expuestos y sus cr\u00edas, incluido el gen daf-7<\/em>, que est\u00e1 relacionado con el comportamiento de evitaci\u00f3n de pat\u00f3genos. De hecho, despu\u00e9s de exponer los gusanos al pat\u00f3geno, la expresi\u00f3n de daf-7<\/em> aument\u00f3 en un subgrupo particular de neuronas y se mantuvo en niveles elevados durante cuatro generaciones.<\/p>\n

Curiosamente, inhabilitar daf-7<\/em> en los gusanos parentales a trav\u00e9s de la interferencia de ARN no tuvo ning\u00fan efecto sobre su capacidad para evitar el pat\u00f3geno, pero desactivarlo en su descendencia les hizo perder el comportamiento. Para Murphy, esto sugiere que el gen es necesario en la descendencia para mantener el comportamiento de evitaci\u00f3n.<\/p>\n

Murphy y su grupo luego investigaron c\u00f3mo se regula daf-7 <\/em>. Primero buscaron peque\u00f1os reguladores de ARN, un grupo de secuencias cortas no codificantes que manejan genes en muchos organismos, incluidos los mam\u00edferos, y se cree que juegan un papel en la herencia epigen\u00e9tica de varios rasgos en C. elegante<\/em>. Encontraron una clase particular de peque\u00f1os ARN conocidos como ARN que interact\u00faan con Piwi (piRNA), llamados as\u00ed porque forman complejos con prote\u00ednas piwi, cuya abundancia cambi\u00f3 significativamente tras la exposici\u00f3n al pat\u00f3geno. Otros experimentos sugirieron que tambi\u00e9n se requer\u00eda una prote\u00edna particular asociada a piRNA para la expresi\u00f3n de daf-7<\/em> en la progenie y para evitar el pat\u00f3geno.<\/p>\n

Nuestros datos sugieren un modelo mediante el cual estos peque\u00f1os ARN regulan el comportamiento de evitaci\u00f3n transgeneracional y los cambios neuronales daf-7 <\/em>que lo subyacen, escribe Murphy en un correo electr\u00f3nico a The Scientist<\/em>. Pero varios detalles sobre el mecanismo a\u00fan no est\u00e1n claros. C\u00f3mo las v\u00edas de ARN peque\u00f1as traducen los cambios de expresi\u00f3n g\u00e9nica en las neuronas a una se\u00f1al en la l\u00ednea germinal, y qu\u00e9 hacen exactamente los piRNA, se\u00f1ala. <\/p>\n

Es un estudio fascinante, dice Oded Rechavi, genetista de Universidad de Tel Aviv que dirigi\u00f3 el otro estudio. Es interesante que las respuestas a los pat\u00f3genos puedan ser heredables, porque no sabemos qu\u00e9 entornos pueden desencadenar respuestas hereditarias y cu\u00e1les no. Una cosa que tiene curiosidad es d\u00f3nde ocurre realmente el proceso. Me fascina saber si la respuesta a los pat\u00f3genos que est\u00e1 viendo Murphy comienza en el sistema nervioso, o si la exposici\u00f3n al pat\u00f3geno cambia directamente el grupo de peque\u00f1os ARN de la l\u00ednea germinal, agrega en un correo electr\u00f3nico.<\/p>\n

Del cerebro a las g\u00f3nadas a la pr\u00f3xima generaci\u00f3n<\/h2>\n

El estudio de Rechavis analiz\u00f3 precisamente esta cuesti\u00f3n de los or\u00edgenes; \u00bfSe pueden comunicar a la l\u00ednea germinal las respuestas del cerebro a los factores ambientales a lo largo de la vida de un animal, y esto se puede transmitir a las generaciones futuras? Este fue el santo grial para nosotros para ver si el sistema nervioso pod\u00eda controlar el comportamiento de la pr\u00f3xima generaci\u00f3n, dice.<\/p>\n

Su trabajo de laboratorio anterior se ha centrado en otra clase de reguladores de ARN peque\u00f1os, conocidos como ARN peque\u00f1os de interferencia. (ARNip), secuencias que pueden silenciar genes al unirse a transcritos de ARNm y, por lo tanto, regular la expresi\u00f3n g\u00e9nica. Estos pueden heredarse a trav\u00e9s de la l\u00ednea germinal adem\u00e1s del genoma y pueden alterar la expresi\u00f3n g\u00e9nica a lo largo de generaciones. Rechavi y sus colegas han demostrado que diferentes formas de estr\u00e9s, como la inanici\u00f3n, hacen que ciertos siRNA se transmitan a generaciones posteriores, donde influyen en la expresi\u00f3n de genes relacionados con la nutrici\u00f3n y otros.  <\/p>\n

Rechavi y sus colegas se preguntaron si lo mismo podr\u00eda ser el caso de las respuestas neuronales de comportamiento que los gusanos aprenden a lo largo de su vida. En ese caso, \u00bfpodr\u00edan los siRNA que se sabe que existen en el C. elegans<\/em> \u00bfel sistema nervioso posiblemente influya en la expresi\u00f3n g\u00e9nica en la l\u00ednea germinal? Para probar esa idea, dise\u00f1aron gusanos gen\u00e9ticamente para producir RDE-4, una prote\u00edna requerida para la s\u00edntesis de algunos siRNA, solo en los sistemas nerviosos de los animales. Esto significaba que solo generar\u00edan los siRNA all\u00ed. <\/p>\n

Sorprendentemente, cuando los investigadores observaron las g\u00f3nadas de los gusanos, encontraron que m\u00e1s de 1000 siRNA hab\u00edan cambiado en abundancia, en comparaci\u00f3n con los mutantes de control que carec\u00edan de RDE. -4 en su totalidad. Otros experimentos demostraron que casi 200 de estos siRNA se heredan hasta la tercera generaci\u00f3n de descendientes. Debido a que RDE-4 no se expresa en las g\u00f3nadas de estos gusanos, el resultado le sugiri\u00f3 a Rechavi que la producci\u00f3n de RDE-4 y la generaci\u00f3n de siRNA en los tejidos neurales probablemente se comunican a la l\u00ednea germinal.<\/p>\n

El equipo de Rechavis tambi\u00e9n se\u00f1al\u00f3 que si los gusanos carec\u00edan por completo de RDE-4, mostraban ciertos defectos a temperaturas c\u00e1lidas; no eran tan buenos para encontrar comida a trav\u00e9s de la quimiotaxis, en comparaci\u00f3n con los gusanos normales. Sin embargo, un experimento de reproducci\u00f3n revel\u00f3 que si las cepas de gusanos deficientes en RDE-4 se cruzaban con aquellas cuyos ancestros ten\u00edan RDE-4 en sus neuronas, su descendencia tendr\u00eda un comportamiento de quimiotaxis normal. Es suficiente para los bisabuelos tener RDE-4 en el sistema nervioso durante varias generaciones en el futuro. . . comportarse casi tan bien como los tipos salvajes. As\u00ed que el sistema nervioso de los padres controla a los bisnietos, explica Rechavi.<\/p>\n

Experimentos adicionales identificaron saeg-2<\/em>, un gen relacionado con el comportamiento de b\u00fasqueda de alimento en los gusanos, como uno de los genes aparentemente regulados por los siRNAs. Su silenciamiento es necesario para la quimiotaxis normal bajo estr\u00e9s. Rechavi especula que ciertas condiciones ambientales desencadenan la expresi\u00f3n de genes particulares que gobiernan el comportamiento en los tejidos neurales, y los animales pueden transmitir esto a la pr\u00f3xima generaci\u00f3n aumentando los niveles de RDE-4, que a su vez genera los siRNA en los tejidos neurales. De alguna manera, esto da como resultado una mayor producci\u00f3n de siRNA en la l\u00ednea germinal, desde la cual viajan a la siguiente generaci\u00f3n y regulan a la baja saeg-2<\/em> en la progenie para garantizar un comportamiento de quimiotaxis adecuado.<\/p>\n

Esta producci\u00f3n de siRNA se transmite de alguna manera a la l\u00ednea germinal, pero no est\u00e1 claro exactamente c\u00f3mo ocurre esto, dice Rechavi. \u00c9l especula que los peque\u00f1os ARN en las neuronas podr\u00edan viajar f\u00edsicamente a trav\u00e9s del tejido hacia las c\u00e9lulas de la l\u00ednea germinal. Esto es algo que pueden hacer los siRNA ex\u00f3genos, los peque\u00f1os ARN artificiales que se pueden inyectar o alimentar a los gusanos, pero esto nunca se ha demostrado para los peque\u00f1os ARN end\u00f3genos.<\/p>\n

Rompiendo la barrera de Weismann<\/h2>\n

Para Seg\u00fan \u00e9l, los resultados ofrecen evidencia contra una teor\u00eda de larga data postulada por August Weismann en el siglo XIX de que los cambios en las c\u00e9lulas som\u00e1ticas dentro de la vida de un individuo, como las respuestas neuronales, no se pueden heredar. El sistema nervioso puede transmitir respuestas entre generaciones y romper la barrera de Weismann, dice Rechavi. <\/p>\n

Miska dice que los hallazgos dan cr\u00e9dito a un estudio publicado hace casi una d\u00e9cada, que fue el primero en sugerir que los rasgos de comportamiento este caso, la adaptaci\u00f3n a las se\u00f1ales olfativas se puede heredar de generaci\u00f3n en generaci\u00f3n en C. elegante<\/em>. El hallazgo fue inicialmente recibido con escepticismo entre la comunidad cient\u00edfica, dice. La nueva investigaci\u00f3n respalda el concepto original presentado en el primer art\u00edculo y, adem\u00e1s, agrega una perspectiva mecanicista potencial sobre c\u00f3mo est\u00e1 sucediendo esto, se\u00f1ala. Se sabe desde hace bastante tiempo que la herencia transgeneracional en los gusanos puede estar mediada por peque\u00f1as v\u00edas de ARN, pero pocos han relacionado el mecanismo con un rasgo de comportamiento.  <\/p>\n

Todav\u00eda le gustar\u00eda ver m\u00e1s investigaciones sobre los mecanismos. En ninguno de los casos me queda exactamente claro c\u00f3mo funcionar\u00e1 esto, dice. Por ejemplo, en referencia al art\u00edculo de Rechavis, si bien se sabe que los peque\u00f1os ARN del sistema nervioso se pueden heredar a trav\u00e9s de la l\u00ednea germinal, no est\u00e1 claro c\u00f3mo podr\u00edan volver a afectar la expresi\u00f3n g\u00e9nica en los tejidos som\u00e1ticos. En cuanto al estudio de Murphy, est\u00e1 sorprendido por la participaci\u00f3n de la v\u00eda piRNA, porque se entiende mejor para regular la expresi\u00f3n de ADN no propio, como los transposones.<\/p>\n

Murphy encuentra que el estudio de Rechavis complementa su investiga bien Muchas veces, las personas solo piensan en estos componentes que act\u00faan en la l\u00ednea germinal, y [su] estudio muestra, y algunos de nuestros resultados tambi\u00e9n muestran, que tiene que haber componentes importantes. . . en las neuronas, dice ella.<\/p>\n

Sin embargo, lo que la desconcierta en general es por qu\u00e9 tendr\u00eda sentido expresar un comportamiento beneficioso de forma transitoria durante un par de generaciones, en lugar de simplemente conectarlo a su c\u00f3digo gen\u00e9tico. Pero tiene sentido si se consideran algunos resultados de otros grupos: cuando los gusanos aprendieron a evitar la cepa altamente pat\u00f3gena de Pseudomonas<\/em>, tambi\u00e9n tendieron a evitar las cepas menos pat\u00f3genas de la misma especie bacteriana. Ser\u00eda una mala elecci\u00f3n evitar todas las Pseudomonas<\/em> porque hay muchas especies de Pseudomonas<\/em> que son muy beneficiosas para los gusanos. Pueden comerlos y es una buena fuente nutricional, dice ella.<\/p>\n

Otra raz\u00f3n, se\u00f1ala Rechavi, se deriva del corto tiempo de generaci\u00f3n de C. elegans. <\/em>Con <\/em>solo tres d\u00edas hasta que tenga la pr\u00f3xima generaci\u00f3n, existe una probabilidad relativamente alta de que el entorno de los padres se parezca al entorno de la progenie. . . . Podr\u00eda tener sentido preparar a la progenie y mejorar las posibilidades de lidiar con las mismas dificultades.<\/p>\n

Muchos de los componentes de los genes, prote\u00ednas y complejos involucrados en las v\u00edas del ARN peque\u00f1o se conservan en muchos animales, incluidos los humanos. Pero si este mecanismo de herencia transgeneracional tambi\u00e9n se conserva ampliamente, es una pregunta de mil millones de d\u00f3lares, dice Rechavi. Si esto se conserva, entonces realmente podr\u00eda cambiar la forma en que pensamos acerca de la herencia.<\/p>\n

R. Posner et al., Los ARN peque\u00f1os neuronales controlan el comportamiento de forma transgeneracional,<\/strong>Cell<\/em><\/strong>, doi:10.1016\/j.cell.2019.04.029, 2019 . <\/strong><\/p>\n

RS Moore et al., Piwi\/PRG-1 argonaute y TGF-b median la evitaci\u00f3n patog\u00e9nica aprendida transgeneracional, <\/strong>Celular<\/em><\/strong>, doi:10.1016\/j.cell.2019.05.024, 2019. <\/strong><\/p>\n

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