Los investigadores del Instituto Wistar han descubierto nuevos aspectos de la organización tridimensional del genoma, específicamente cómo se compacta y descompacta el material genético de manera oportuna durante las diferentes fases del ciclo celular. Este estudio fue publicado en Naturaleza Biología Molecular y Estructural .

"Estamos empezando a apreciar que la forma en que nuestro genoma está organizado espacialmente en nuestras células tiene un impacto profundo en su función, "dijo el autor principal del estudio Ken-ichi Noma, Doctor., profesor asociado del Programa de Regulación y Expresión Genética de Wistar. "Descifrar la estructura tridimensional de la cromatina es esencial para comprender funciones clave como la transcripción, Replicación y reparación del ADN ".

La información genética contenida dentro de cada una de nuestras células está codificada por varios metros de moléculas de ADN. Una cantidad tan enorme de material genético se empaqueta en un espacio microscópico plegándolo en un complejo altamente organizado de ADN y proteínas llamado cromatina. Aunque ya está significativamente compactado, la cromatina debe condensarse aún más al entrar en la mitosis, el proceso que divide cada celda en dos celdas idénticas, para segregar fielmente el material genético. Así como empacamos las pertenencias del hogar en cajas más pequeñas cuando nos mudamos a una nueva casa, es más fácil mover y dividir el ADN en forma de cromosomas compactados. Este proceso se conoce desde hace varias décadas, sin embargo, los mecanismos moleculares subyacentes que gobiernan la condensación y descondensación de la cromatina aún están poco definidos.

El laboratorio de Noma ha estudiado ampliamente los mecanismos de organización del genoma utilizando la levadura de fisión como organismo modelo porque comparte algunas características importantes con las células humanas y tiene un genoma mucho más pequeño.

Noma y sus colegas describieron previamente cómo dos complejos de proteínas llamados condensina y cohesina median en la formación de estructuras funcionales de organización del genoma llamadas dominios topológicos al establecer contactos que acercan las regiones de ADN distantes. Específicamente, cohesin media en los contactos locales, formando pequeños dominios de cromatina topológicos, mientras que la condensación impulsa contactos de mayor alcance, organizar dominios más grandes.

En el nuevo estudio, el laboratorio aplicó una metodología genómica similar para diseccionar la condensación y descondensación de la cromatina en dominios topológicos a lo largo del tiempo, después de la formación y desintegración de los contactos de cromatina a lo largo de las diferentes fases del ciclo celular. Descubrieron que los dominios más grandes mediados por condensina se forman durante la mitosis, mientras que el más pequeño, Los dominios locales mediados por cohesinas permanecen estables durante todo el ciclo.

"Contrariamente a lo que se suponía generalmente en el campo, encontramos que la condensación y la descondensación de los dominios de la cromatina ocurren muy gradualmente y las células oscilan suavemente entre estados de cromatina más y menos condensados, "dijo el primer autor del estudio Hideki Tanizawa, Doctor., un científico asociado en el laboratorio de Noma.

Las alteraciones de las estructuras tridimensionales del genoma están relacionadas con enfermedades genéticas y cáncer, presentando un poderoso ejemplo de cómo los procesos celulares básicos son relevantes para la enfermedad. "El campo aún se encuentra en una fase de descubrimiento temprano, pero nuestro estudio agrega una nueva perspectiva sobre un proceso biológico fundamental que puede ayudar al desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas en el futuro". "añadió Noma.