MADRID 21 Jun. (EUROPA PRESS) -
Investigadores del Instituto de Biología de Sistemas Médicos del Centro Max Delbrück de Berlín (MDC-BIMSB), en Alemania, han desarrollado una técnica llamada Mapeo de la Arquitectura del Genoma (GAM) que revela información sobre la arquitectura espacial del genoma que resulta invisible para los científicos que utilizan únicamente Hi-C, una herramienta de trabajo desarrollada en 2009 para estudiar las interacciones del ADN, según publican en la revista 'Nature Methods'.
"Con un televisor en blanco y negro se ven las formas, pero todo parece gris --explica la profesora Ana Pombo, bióloga molecular y directora del laboratorio de Regulación Epigenética y Arquitectura de la Cromatina--. Pero si tienes un televisor en color y miras las flores, te das cuenta de que son rojas, amarillas y blancas y no éramos conscientes de ello. Del mismo modo, también hay información en la forma en que el genoma se pliega en tres dimensiones de la que no hemos sido conscientes", añade.
Comprender la organización del ADN puede revelar las bases de la salud y la enfermedad. Nuestras células empaquetan un genoma de 2 metros de longitud en un núcleo de unos 10 micrómetros de diámetro. El empaquetamiento se hace con precisión para que el ADN regulador entre en contacto con los genes correctos en los momentos adecuados y los active y desactive. Los cambios en la configuración tridimensional pueden alterar este proceso y provocar enfermedades.
"Hace tiempo que sabemos que las enfermedades son hereditarias --afirma el doctor Robert Beagrie, coautor del estudio y biólogo molecular de la Universidad de Oxford, anteriormente en el laboratorio de Pombo--. Más recientemente hemos llegado a comprender que gran parte de esta predisposición se debe a que heredamos de nuestros padres variantes en la secuencia del ADN que afectan a la forma en que se activan y desactivan nuestros genes".
Técnicas como Hi-C y GAM permiten a los científicos congelar y estudiar las interacciones entre secuencias reguladoras y genes. En la Hi-C, la cromatina se corta en trozos mediante enzimas y luego se vuelve a pegar de tal forma que las interacciones bidireccionales del ADN se revelan al secuenciar.
En la GAM, descrita por primera vez por el equipo de Pombo en 'Nature' en 2017, los científicos toman cientos de finos cortes de núcleos, cada uno de ellos de células individuales, y extraen ADN de ellos. Secuencian el ADN y analizan estadísticamente los datos para saber qué regiones interactúan.
Con esta técnica, el equipo creó un mapa de las interacciones tridimensionales. Cuando lo compararon con los mapas tridimensionales del genoma creados con Hi-C, descubrieron muchas interacciones nuevas. Esto les desconcertó hasta que se dieron cuenta de que estaban viendo interacciones más complejas utilizando GAM, con múltiples regiones de ADN que se unían al mismo tiempo.
"Estos contactos más complejos contienen genes activos, regiones reguladoras y superpotenciadores, que regulan genes importantes que determinan la identidad celular", explica el doctor Christoph Thieme, coautor del estudio y becario postdoctoral sénior en el laboratorio de Pombo.
En comparación, la Hi-C captó sobre todo interacciones bidireccionales. Ambas técnicas son complementarias, ya que dos de cada tres contactos detectados por GAM no eran visibles con Hi-C, y viceversa.
"Me entusiasmó ver que habíamos descubierto un efecto realmente fuerte --asegura Beagrie--. Está claro que estas interacciones complejas eran mucho más comunes de lo que habíamos apreciado anteriormente".
