Este descubrimiento proporciona nuevos conocimientos sobre cómo las células establecen sus funciones y abre vías para avances en medicina regenerativa y terapia celular.
Un estudio dirigido por el profesor Yosef Buganim de la Universidad Hebrea de Jerusalem y el Dr. Abdenour Soufi de la Universidad de Edimburgo revela cómo los factores de transcripción (TF), proteínas clave que regulan la actividad de los genes, navegan por las estructuras del ADN y la cromatina para determinar la identidad celular.
Los factores de transcripción son proteínas que se unen a secuencias específicas de ADN para controlar la expresión génica, guiando a las células para que se conviertan en tipos específicos, como las células de la piel, los músculos o la placenta. Si bien se sabe que los TF reconocen secuencias de ADN, el proceso por el cual identifican sus objetivos precisos en todo el vasto genoma sigue sin estar claro.
Este estudio descubre mecanismos de “búsqueda guiada”, donde la arquitectura 3D del ADN y la cromatina, que empaqueta y organiza el material genético, actúa como una señal para dirigir los TF a los genes correctos.
Utilizando tecnologías de vanguardia, los investigadores examinaron cómo las combinaciones de TF impulsan distintas identidades celulares, como las células embrionarias frente a las de placenta. Sus resultados revelaron que los factores de transcripción cooperan o compiten dinámicamente, dependiendo del panorama de la cromatina, para dirigirse con precisión a genes críticos para definir el tipo de célula.
Un descubrimiento significativo fue el papel de la topología de la cromatina, el plegamiento y el bucle del ADN dentro del núcleo. Se demostró que los TF siguen patrones de ADN y bucles de cromatina como vías para localizar genes objetivo o agruparse en uniones clave de cromatina estrechamente repletas de motivos de ADN. Los nuevos elementos de ADN se identificaron como señales genómicas que guían a los TF a los interruptores genéticos correctos necesarios para activar genes específicos del tipo de célula.
El estudio presenta nuevos modelos de “búsqueda guiada”, demostrando cómo la disposición espacial de la cromatina dirige diferentes TF a sus objetivos relevantes, ofreciendo una comprensión más profunda de cómo se forma y mantiene la identidad celular.
El profesor Buganim destacó el impacto potencial de los hallazgos: “Al descubrir cómo interactúan los factores de transcripción con la arquitectura de la cromatina, podemos comprender mejor la regulación génica y la identidad celular. Este conocimiento abre posibilidades emocionantes para la medicina regenerativa, lo que nos permite controlar con precisión el destino de las células y desarrollar terapias para enfermedades causadas por la disfunción celular”.
Los hallazgos allanan el camino para estrategias innovadoras para manipular la expresión génica, con profundas implicaciones para las terapias regenerativas y la biología del desarrollo.
La investigación, titulada “Nucleosome fibre topology guides transcription factor binding to enhancers”, se publica en Nature y proporciona un poderoso marco para explorar los mecanismos de regulación génica. Es muy prometedor para comprender las enfermedades relacionadas con la edad, los trastornos del desarrollo y avanzar en el campo de la reprogramación celular.
Investigadores:
Michael R. O’Dwyer1,2, Meir Azagury3, Katharine Furlong1,2,4, Amani Alsheikh1,2,5, Elisa Hall-Ponsele1,2, Hugo Pinto6, Dmitry V. Fyodorov6, Mohammad Jaber3, Eleni Papachristoforou1, Hana Benchetrit3, James Ashmore1, Kirill Makedonski3, Moran Rahamim3, Marta Hanzevacki1,2, Hazar Yassen3, Samuel Skoda1,2, Adi Levy3, Steven M. Pollard1,4, Arthur I. Skoultchi6, Yosef Buganim3,7, Abdenour Soufi1,2,4,7.
Instituciones:
1) Instituto de Regeneración y Reparación, Centro de Medicina Regenerativa, Universidad de Edimburgo.
2) Instituto de Investigación con Células Madre, Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad de Edimburgo.
3) Departamento de Biología del Desarrollo e Investigación del Cáncer, Instituto de Investigación Médica Israel-Canadá, Universidad Hebrea-Escuela de Medicina Hadassah.
4) Centro de Investigación del Cáncer del Reino Unido en Escocia, Universidad de Edimburgo.
5) Sector de la Salud, Ciudad Rey Abdulaziz para la Ciencia y la Tecnología.
6) Departamento de Biología Celular, Facultad de Medicina Albert Einstein.
7) Autores correspondientes.
