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Activación y transcripción génica

Se han obtenido pruebas revolucionarias que indican que la activación génica induce un movimiento del gen hacia el centro del núcleo celular. El conocimiento de los mecanismos de activación proporcionará nuevas vías para el diseño de terapias génicas dirigidas.
Activación y transcripción génica
En las células de mamíferos y otros tipos de células eucariotas, el núcleo contiene la totalidad del material genético. El funcionamiento de la célula depende de la activación o inhibición de los distintos genes en el momento en cuestión. El proceso varía en función del tipo celular y confiere determinadas funciones a cada célula. Este tipo de expresión génica desempeña también un papel crucial en la diferenciación de las células madre durante el desarrollo en tipos celulares específicos.

La transcripción y la expresión génica se ven afectadas por la proximidad de regiones cromosómicas a la membrana nuclear (barrera que separa el material nuclear del citosol). Recientemente, se ha descubierto que la recolocación de locus genómicos a la periferia inhibe la expresión génica en células madre embrionarias de ratón (CMEr). Los científicos del proyecto «Gene regulation at the nuclear periphery» (GRPN), financiado con fondos europeos, investigaron la posibilidad de que estos efectos desempeñaran un papel en la diferenciación y el desarrollo.

Durante su activación en la diferenciación neuronal de las CMEr, el gen de la pleiotrofina proneural (PTN, un regulador clave de la neurogénesis) no se localiza en la periferia. Los científicos llevaron a cabo técnicas in vitro con dos modelos de CMEr con objeto de estudiar los efectos de la activación génica. Las CMEr se diferenciaron a CME del epiblasto (CMEEpi) y células neuronales progenitoras (CNP), formando así el neuroectodermo. Las CMEEpi son células madre pluripotentes capaces de diferenciarse en cualquier tipo celular.

Tres de cada cinco locus en CMEEpi se recolocaban al centro del núcleo, movimiento que se relacionaba con la activación génica tal y como muestra el estado de la transcripción. Los otros dos locus requerían la diferenciación a CNP para moverse. A fin de descubrir si el movimiento precede la activación génica o si, por el contrario, es consecuencia de ella, los científicos activaron la PTN en las CMEr. Como resultado se observó un aumento veinticinco veces mayor de la expresión génica así como la recolocación al centro del núcleo. De esta manera se obtuvo la primera prueba experimental de que, en un gen endógeno, la activación de la transcripción es suficiente para inducir la recolocación nuclear.

Conocer mejor los mecanismos que controlan la expresión génica en las células madre podría facilitar el diseño de una estrategia destinada a regular diversos genes (tanto aumentar como reducir su expresión) a fin de diseñar tratamientos dirigidos. La financiación del proyecto por parte de Europa ha sido crucial para que los científicos descubran una pieza importante del rompecabezas así como su localización.

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