La modificación química de las subunidades del ADN contribuye a la regulación de la expresión génica. Investigadores de Ludwig-Maximilians-Universitaet (LMU) en Munich ahora han descifrado una nueva vía que puede reactivar genes que han sido silenciados de esta manera. evitando al mismo tiempo el riesgo de dañar el ADN.

En organismos multicelulares, cada célula contiene el complemento completo de información genética característica de la especie en particular. Sin embargo, en cualquier celda dada, sólo se expresa realmente un subconjunto de esta amplia biblioteca de genes, y es esta selectividad la que da lugar a diversos tipos de células con funciones específicas. A nivel del ADN mismo, simples modificaciones químicas de sus subunidades pueden determinar qué genes están activos y cuáles están desactivados. Pero la regulación genética también debe ser flexible, lo que requiere que la activación e inactivación de genes sea reversible. Por tanto, esto implica que también debe ser posible eliminar dichas modificaciones del ADN. Los investigadores de LMU dirigidos por el profesor Thomas Carell ahora han descrito un nuevo mecanismo para la reactivación de genes silenciados que, a diferencia de otras vías conocidas, no conduce a la generación de intermedios potencialmente perjudiciales. Los nuevos hallazgos aparecen en la revista. Biología química de la naturaleza .

La metilación de uno de los cuatro bloques de construcción básicos que se encuentran en el ADN, la base de nucleótidos conocida como citidina, juega un papel importante en la regulación de la actividad genética. La unión de un grupo metilo (CH3) a la citidina no metilada lo convierte en 5-metilcitidina, que se sabe que bloquea la actividad genética. "Esto plantea la cuestión de cómo la célula puede revertir esta modificación inactivante para restaurar el gen a su estado anterior, "dice Carell. Para reactivar el gen metilado, el grupo metilo debe eliminarse. Hasta ahora, se ha asumido que la citidina metilada debe escindirse del ADN y reemplazarse por la forma no metilada de la base. Sin embargo, esto es un proceso arriesgado, porque requiere cortar una o incluso ambas hebras de ADN, y a menos que se repare rápidamente, Las roturas del ADN pueden tener graves consecuencias para la célula.

"Ahora hemos demostrado en células madre embrionarias de ratón que existe otro modo de desmetilación que evita cualquier ruptura en la continuidad de la cadena de ADN, "Dice Carell. En este camino, el grupo metilo unido se oxida enzimáticamente para dar lugar a 5-formilcitidina, que el equipo de Carell detectó por primera vez en células madre de ratón en 2011. Ahora han utilizado isótopos estables para marcar la 5-formilcitidina en células madre y han demostrado que se convierte rápidamente en citidina no metilada. "Por tanto, este mecanismo permite que las células regulen la actividad genética a nivel del ADN sin correr el riesgo de que el ADN se dañe en el proceso". "Carell explica. Los autores del nuevo estudio creen que esta vía también podría ser de interés médico, ya que puede proporcionar una forma de reprogramar las células madre de una manera específica. Este método, a su vez, abriría nuevas perspectivas en la medicina regenerativa.