El estudio, publicado en la revista Nature Genetics, encontró que los genes que se replican temprano en el ciclo celular tienen más probabilidades de formar estructuras compactas y plegadas, mientras que los genes que se replican tarde tienen más probabilidades de formar estructuras abiertas y extendidas. Esta diferencia en el plegamiento parece estar relacionada con la actividad de una proteína llamada CTCF, que se sabe que desempeña un papel en la organización del genoma en bucles.
"Nuestros hallazgos sugieren que el momento de la replicación del ADN puede ser un factor importante para determinar cómo se pliegan y regulan los genes dentro del núcleo", dijo el líder del estudio Davide Levens, PhD, profesor de bioquímica y biofísica en la UCSF. "Esto podría tener implicaciones importantes para comprender cómo se organiza y regula el genoma y para desarrollar nuevos tratamientos para enfermedades causadas por daños en el ADN".
Los investigadores hicieron su descubrimiento utilizando una nueva técnica llamada Hi-C, que permite a los científicos medir las interacciones físicas entre diferentes regiones del genoma. Usando Hi-C, pudieron demostrar que los genes que se replican temprano en el ciclo celular tienen más probabilidades de interactuar entre sí y formar estructuras compactas y plegadas, mientras que los genes que se replican tarde tienen más probabilidades de interactuar con otros genes que se encuentran más alejados y forman estructuras abiertas y extendidas.
Esta diferencia en el plegamiento parece estar relacionada con la actividad de CTCF, que es una proteína que ayuda a organizar el genoma en bucles. Los sitios de unión de CTCF son más comunes en genes que se replican temprano en el ciclo celular, y la unión de CTCF parece ser necesaria para la formación de estructuras genéticas plegadas y compactas.
"Nuestros hallazgos sugieren que CTCF puede desempeñar un papel importante en la organización del genoma en bucles y la regulación de la expresión genética", dijo Levens. "Esto podría tener implicaciones importantes para comprender cómo se regula el genoma y desarrollar nuevos tratamientos para enfermedades causadas por daños en el ADN".
Los investigadores creen que sus hallazgos podrían tener implicaciones importantes para comprender una variedad de enfermedades, incluido el cáncer y los trastornos neurodegenerativos. En el cáncer, por ejemplo, la replicación del ADN a menudo se ve alterada, lo que podría provocar cambios en el plegamiento y la expresión de los genes que contribuyen al desarrollo del cáncer.
"Nuestros hallazgos sugieren que el momento de la replicación del ADN puede ser un factor importante en el desarrollo del cáncer y otras enfermedades", dijo Levens. "Esperamos que nuestra investigación conduzca a nuevos conocimientos sobre las causas de estas enfermedades y al desarrollo de nuevos tratamientos".
