MADRID, 18 Jun. (EUROPA PRESS) -
Investigadores del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) han descrito nuevas funciones de la cohesina, un complejo proteico esencial para la correcta separación de los cromosomas durante la división celular, que juega un papel importante en la organización espacial del genoma, y cuyas mutaciones están presentes en ciertos tipos tumorales y en el origen de las enfermedades raras conocidas con el nombre de cohesinopatías.
En concreto, los investigadores del CNIO han querido ver su contribución a la arquitectura genómica de las células madre embrionarias, aquellas capaces de generar los diferentes tipos de células que componen un ser vivo y dan lugar al embrión que luego será un futuro organismo adulto.
Tras trabajar con células madre embrionarias de ratón, similares a las humanas, el equipo ha observado, en el estudio publicado en 'Cell Reports', cómo la cohesina-SA1 es más importante para mantener bien diferenciadas las distintas regiones (TADs) en las que se ordena el genoma, mientras que la cohesina-SA2 regula la expresión de los genes que están dentro de estas regiones, en particular los que permiten el mantenimiento de la pluripotencia que caracteriza a las células madre.
"Para nosotros ha sido importante confirmar que lo que habíamos visto en células humanas ocurre también en células madre embrionarias de ratón, que son tan diferentes. Y el estudio añade un nuevo conocimiento, relacionado con la especial estructura de las células madre embrionarias: Ahora tenemos el valor añadido de ver cómo contribuye la cohesina a los dominios 'Polycomb'", han dicho los investigadores.
En el punto de mira del estudio del cáncer Los dominios Polycomb constituyen un nivel de organización espacial del ADN que solo se da en las células madre embrionarias, como si se tratara de un plegado extra en el origami de su genoma que no tienen las células ya diferenciadas de tejido. Estas regiones, caracterizadas por la presencia de los complejos de proteínas Polycomb, son esenciales para impedir la expresión de los genes encargados de empezar a fabricar las células de los diferentes tejidos del organismo.
El trabajo ha descubierto que la cohesina-SA2 está también presente en estas regiones, donde se encarga de retener a una de las proteínas del complejo 'Polycomb'. "Cuando reducimos los niveles de la cohesina-SA2 en las células, la presencia de 'Polycomb' en los dominios también disminuye.
Como consecuencia, el plegamiento del ADN se relaja y por lo tanto se relaja también el bloqueo de la expresión de genes específicos de tejido. La célula madre pierde su naturaleza pluripotente y funciona de manera incorrecta", han añadido los expertos.
Por otro lado, los dominios 'Polycomb' de regiones cromosómicas alejadas, incluso de cromosomas distintos, establecen interacciones entre ellos, que también son necesarias para la represión génica. La cohesina-SA2, al retener a las proteínas Polycomb, facilita estas interacciones.
En este sentido, los investigadores han asegurado que lo que no esperaban encontrar era que la cohesina-SA1 tuviera justo el comportamiento opuesto, destruyendo dichos contactos. Los próximos pasos de la investigación explorarán el papel de estas proteínas en el proceso de diferenciación celular de las células madre y en el desarrollo de tumores.
Este estudio ha contado con la colaboración del grupo de Marc Marti-Renom en el CNAG-CRG y de la Unidad de Bioinformática del CNIO, y ha sido financiado por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, el Instituto de Salud Carlos III, FEDER, la Comunidad de Madrid, el European Research Council, el programa Horizon 2020 y AGAUR.
