Las neuronas sensoriales olfativas expresan un gen del receptor olfatorio de clase I o clase II para expresar neuronas sensoriales olfativas de clase I (azul) o clase II (rosa). El potenciador se elige según la categoría, y las neuronas sensoriales de clase I activan un alelo potenciador del elemento J (círculo verde o rojo). Por otra parte, Las neuronas sensoriales de clase II activan otros potenciadores de clase II (círculo blanco, El elemento H es amarillo o azul). Crédito:Junji Hirota
Cada neurona detectora de olores (en adelante, neurona sensorial olfativa), elige un solo gen del receptor de olores de un número bastante grande de opciones que se dividen en receptores de olores de clase I (similares a los peces) y de clase II (específicos de la tierra). Esta estricta selectividad de las neuronas sensoriales se debe en parte a los potenciadores (secuencias de ADN que mejoran la transcripción de un gen cuando se une a una proteína específica), que siguen siendo poco conocidos. Comprender las funciones potenciadoras es de gran interés debido a su importancia en la expresión génica, así como en la evolución y la enfermedad. Sin embargo, no se han estudiado lo suficiente porque no pueden predecirse fácilmente a partir de secuencias de ADN o modificaciones cromosómicas ni pueden identificarse fácilmente.
Los hallazgos son especialmente importantes ya que destacan el descubrimiento de una secuencia reguladora, denominado el elemento J, que controla la expresión génica de clase I de muchos más genes que las contrapartes que regulan la expresión génica de clase II. Esta extraordinaria regulación de largo alcance nunca se había visto antes. Los investigadores también informan que se conserva evolutivamente en todas las especies de mamíferos, que van desde el mamífero más primitivo, el ornitorrinco, a humanos. Esto puede ser especialmente útil ya que arroja luz sobre por qué los genes de clase I permanecen en una sola región de un cromosoma durante la evolución de los mamíferos. mientras que los genes de clase II no.
Basado en evidencia genética, los hallazgos también destacan el concepto de exclusión alélica, o la expresión de una sola copia de un gen y no la otra. Esto es especialmente importante para el elemento J, ya que muestra que su actividad determina qué copia de un gen se expresa. Este es un mecanismo novedoso de expresión de estos genes receptores que se basa en la región reguladora de genes que determina si los genes se activarán o desactivarán.
El estudio "Un elemento regulador cis de largo alcance para genes de receptores de olor de clase I", publicado en Comunicaciones de la naturaleza fue un esfuerzo de colaboración entre Tokyo Tech, la Universidad de Tokio, Nihon BioData Corporation y RIKEN Brain Science Institute. Junji Hirota de Tokyo Tech y su equipo se centraron en descubrir un potenciador de largo alcance para un gran grupo de genes, encontrar un motivo de secuencia conservado evolutivo en la evolución de los mamíferos, y aclarar el mecanismo de exclusión o preferencia alélica dependiente de potenciador para genes receptores detectores de olores. Sus hallazgos apuntan a una secuencia conservada entre los genomas de mamíferos que solo estaba presente en el elemento J y no en ningún otro elemento de clase II. Especulan que la investigación de los factores que se unen a este elemento específico podría ayudar a dilucidar los mecanismos moleculares que impulsan la expresión génica selectiva dependiente del elemento J.