Biólogos de la Universidad de Monash han arrojado luz sobre los intrincados mecanismos moleculares responsables del silenciamiento de genes inducido por repeticiones expandidas en un estudio internacional publicado hoy en Nature Plants. .
Este fenómeno se ha relacionado con una serie de enfermedades hereditarias, incluida la ataxia de Friedreich en humanos, y provoca anomalías en el crecimiento en plantas como Arabidopsis thaliana.
La investigación tuvo como objetivo comprender el mecanismo por el cual las repeticiones ampliadas provocan el silenciamiento epigenético, un procedimiento esencial para controlar la expresión genética.
Los investigadores descubrieron nuevos componentes necesarios para este proceso de silenciamiento utilizando un modelo de planta que presenta síntomas de defectos de crecimiento a temperaturas más altas, pero no a temperaturas más bajas.
Según el estudio, la proteasa SUMO FUG1, el lector de histonas AL3 y la proteína de cromodominio LHP1 fueron identificados como los tres actores más importantes.
"Estas proteínas se unen para crear un módulo esencial necesario para el silenciamiento epigenético inducido por la expansión repetida", afirmó el autor principal del estudio, el Dr. Sridevi Sureshkumar, que dirige el Grupo de Investigación Central de Genética de la Facultad de Ciencias Biológicas de la Universidad de Monash.
"Nuestra investigación revela el papel crucial que desempeñan estas proteínas en la orquestación del silenciamiento de genes desencadenado por repeticiones expandidas", afirmó el Dr. Sureshkumar.
"El conocimiento de estos sistemas no sólo contribuye al avance de nuestra comprensión de la biología vegetal, sino que también ofrece información sobre las enfermedades que afectan a los humanos", afirmó.
Durante el curso de la investigación, se utilizaron métodos modernos de detección genética y pruebas de dos híbridos de levadura para determinar que FUG1, una proteasa SUMO no caracterizada, participa de manera importante en el silenciamiento epigenético. Tras un análisis más detallado, se demostró que FUG1 interactúa con AL3, que es un lector de histonas que se sabe que se une a marcas de histonas particulares que están relacionadas con la expresión genética efectiva.
Además, los investigadores descubrieron que la proteína AL3 interactúa con LHP1, que es una proteína de cromodominio que desempeña un papel en la diseminación de marcas de histonas restrictivas. La reversión del silenciamiento genético y la supresión de los síntomas asociados a la expansión repetida se produjeron por la pérdida de función de cualquiera de estos componentes durante el experimento.
"Estos hallazgos resaltan la importancia de los modificadores postraduccionales y los lectores de histonas en la regulación epigenética", afirmó el Dr. Sureshkumar.
"Nuestro estudio allana el camino para futuras investigaciones sobre el papel de estas proteínas en diversos procesos biológicos y enfermedades humanas", afirmó.
"Los hallazgos no sólo presentan consecuencias potenciales para la salud humana, sino que también contribuyen a nuestra comprensión de la biología vegetal, que ya está avanzada".
El Dr. Sureshkumar, que dirigió este estudio internacional en el que participaron instituciones del Reino Unido, China, Canadá, India y Australia, dijo que la colaboración multinacional les ayudó a avanzar en diversos aspectos de esta investigación.
El Dr. Sureshkumar dijo que esta investigación podría ser una vía para el desarrollo de nuevas técnicas terapéuticas dirigidas a la desregulación epigenética en personas que padecen enfermedades hereditarias.
Más información: Sridevi Sureshkumar et al, la proteasa SUMO FUG1, el lector de histonas AL3 y la proteína de cromodominio LHP1 son parte integral del silenciamiento génico inducido por la expansión repetida en Arabidopsis thaliana, Nature Plants (2024). DOI:10.1038/s41477-024-01672-5
Información de la revista: Plantas naturales
Proporcionado por la Universidad de Monash
