Errores en la replicación del ADN causan cambios epigenéticos que perduran hasta cinco generaciones
Científicos del CRG descubren que la causa de estas alteraciones está relacionada con un mecanismo molecular que se encarga de silenciar algunos genes
Hay dos procesos en los que la división celular, clave para la renovación de las células de nuestros órganos y tejidos, es especialmente importante: el desarrollo embrionario y la formación de tumores . Un error en el proceso que copia el ADN durante la división celular, puede provocar cambios genéticos en las células hijas que pueden heredarse durante generaciones.
Científicos del Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona, en colaboración con el Instituto de Investigación contra la Leucemia Josep Carrera s (IJC) y el Instituto de Investigación Germans Trias i Pujol (IGTP), han descubierto que la replicación defectuosa del ADN puede causar cambios epigenéticos que pueden heredarse varias generaciones. Esta replicación defectuosa del material genético es pues una característica distintiva del cáncer.
El trabajo, publicado en «Science Advance» y que se ha llevado a cabo con gusanos (el organismo modelo Caenorhabditis elegans), sugiere que estas alteraciones epigenéticas a lo largo del genoma establecen nuevos estados de expresión de los genes que se podrían heredar hasta cinco generaciones. Es un sorprendente ejemplo sobre cómo la expresión de los genes en dos individuos podría variar sólo por el estrés que sufrieron sus progenitores unas cuantas generaciones antes, según precisan fuentes del CRG en un comunicado.
Genes activos y silentes
Los investigadores, liderados por el profesor de investigación ICREA y jefe de grupo en el CRG, Ben Lehner también han identificado el mecanismo que causa estos cambios epigenéticos. «Para el correcto funcionamiento de las células y, en definitiva, de un organismo, es importante mantener ciertos genes activos y otros inactivos o silenciados. Dentro de las células, hay unos complejos de proteínas y ADN llamados heterocromatina , que velan por mantener en silencio aquellos genes que deben permanecer inactivos», explica Lehner.
«Inicialmente, nos dimos cuenta de que un gen que habíamos introducido artificialmente en una de las regiones del genoma del gusano que debería estar silenciada por la heterocromatina, en realidad se encontraba activo en los individuos que tenían mutaciones en la zona del genoma relacionada con la duplicación del ADN», añade Tanya Vavouri , antigua investigadora del CRG, actualmente jefe de grupo en el IJC e IGTP, y co-autora del trabajo.
Activado erróneamente
«Encontramos que había una pérdida de heterocromatina y que otros genes que deberían estar silenciados por la heterocromatina en realidad no lo estaban. Sorprendentemente, el gen se encontraba activado erróneamente hasta cinco generaciones, incluso en aquellos individuos que no tenían mutaciones en la replicación del ADN pero que sus ancestros sí la habían tenido», precisa la investigadora.
«Nuestros resultados muestran que la replicación del ADN defectuosa no sólo causa alteraciones genéticas, sino que también causa cambios epigenéticos lo largo de todo el genoma que se pueden heredar de forma estable», dice Lehner.
Una de las cuestiones importantes en epigenética es saber hasta qué punto los cambios epigenéticos pueden transmitirse de una generación a otra. Lehner y colaboradores están abordando ésta y otras cuestiones desde diversos ángulos. Ellos mismos publicaron hace unos meses que algunos cambios en la expresión génica inducidos por alteraciones en la temperatura se podían heredar a lo largo de muchas generaciones. El trabajo que ahora presentan, muestra uno de los mecanismos por los que ello es posible.
«Esperamos que nuestro trabajo cambie la forma como entendemos el impacto del estrés en la replicación durante el desarrollo embrionario o la proliferación de un tumor, así como en su herencia a lo largo de diversas generaciones», concluye el investigador principal.
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