Métodos novedosos desvelan el papel de la cromatina en la expresión génica
Para el profesor Bas van Steensel, líder del grupo de genómica de la cromatina en el Instituto de Oncología de los Países Bajos, el objetivo del proyecto CHROMATINPRINCIPLES era obtener una perspectiva más amplia del papel de la cromatina. La comunidad científica dispone de cuantiosa información acerca de las interacciones individuales entre las diferentes proteínas de la cromatina, sin embargo se desconoce cómo estas se organizan para dar lugar a una red de interacción global. «La cromatina es una estructura muy compleja que está formada por cientos de proteínas diferentes. Actualmente, no se sabe muy bien cómo estas proteínas trabajan en equipo para dar lugar a diferentes tipos de cromatina y, además, es necesario comprender cómo los diferentes tipos de cromatina regulan la expresión génica», comenta el profesor van Steensel. En otras palabras, el equipo tuvo que desarrollar herramientas optimizadas para estudiar la cromatina y el mecanismo de regulación génica. Sus estudios previos en Drosophila melanogaster ya habían proporcionado información sobre los principales tipos de cromatina. En este sentido, el descubrimiento de un nuevo tipo de cromatina represiva que abarca aproximadamente la mitad del genoma de la mosca de la fruta denominada cromatina negra constituyó un hito importante. Este tipo de cromatina incluye genes inactivos, lo que sugiere su participación en la supresión de la actividad génica, y tiende a posicionarse en el borde del núcleo, la lámina nuclear, resaltando su potencial papel en la organización espacial del genoma. Estudiando la cromatina negra, el equipo esperaba obtener una mejor comprensión acerca de los mecanismos básicos que rigen la partición del genoma en distintos tipos de cromatina. Sin embargo, determinados problemas técnicos relacionados con la manipulación de células de mosca de la fruta obligaron al equipo a centrarse en un tipo de cromatina presente en células de mamíferos denominado dominios de cromatina asociados a la lámina nuclear (LAD), que es muy parecida a la cromatina negra. «Al igual que la cromatina negra en la mosca de la fruta, los LAD en mamíferos se localizan en el borde el núcleo y, además, se cree que suprimen la actividad génica. En este sentido, diseñamos nuevos métodos punteros tanto para visualizar y rastrear los LAD en células vivas como para mapear a nivel del genoma completo los contactos de los LAS en células individuales», explica el profesor van Steensel. Durante el curso del proyecto, el equipo desarrolló tres tipos principales de métodos, a saber: TRIP, para la integración de un gen reportero que pude detectar efectos locales de la cromatina a lo largo del genoma; SuRE, que permitió generar un catálogo con todas las regiones del genoma humano que pueden regir la expresión génica en ausencia de cromatina; y TIDE, una herramienta basada en la tecnología web que puede ayudar a los científicos interesados a probar la edición genómica mediante la tecnología CRISPR. Los resultados no dejaron lugar a dudas. «Descubrimos pruebas fehacientes de que los LAD suprimen la actividad génica», afirma el profesor van Steensel. «Los diferentes métodos que empleamos también revelaron que los contactos del LAD con la lámina son muy dinámicos y que está determinados por una amplia reconfiguración cada vez que la célula se divide. Sin embargo, existe un subconjunto de LAD que está firmemente unido a la lámina nuclear en casi todas las células. Estos podrían ayudar a organizar los cromosomas dentro del núcleo. Finalmente, identificamos una modificación de la cromatina en los LAD que favorece la interacciones con la lámina nuclear». Una vez finalizado el proyecto, el equipo espera que todos los hallazgos de la investigación contribuyan a mejorar la comprensión científica de la regulación génica y que los nuevos métodos desarrollados sean empleados y optimizados por otros grupos de investigación. Mientras tanto, el profesor van Steensel ha recibido otra subvención avanzada del ERC. Su nuevo objetivo es examinar en detalle las interacciones del genoma con la lámina nuclear, así como desarrollar herramientas adicionales para manipular el genoma a gran escala a fin de descubrir cómo la secuencia de ADN determina las interacciones con la lámina nuclear.
Palabras clave
CHROMATINPRINCIPLES, cromatina, cromatina negra, núcleo, ADN, proteínas, expresión génica, LAD, CRISPR, dominios asociados a la lámina nuclear
