La importancia de un correcto empaquetamiento
En los mamíferos, muchos genes presentan islas de C-fosfato-G (CpG) en el inicio de los genes y son promotores que ponen en marcha la transcripción. Estos genes presentan diferencias en sus patrones de transcripción y los investigadores del proyecto EVO-CHROMO (Sperm chromatin and the evolution of chromatin architecture at regulatory regions in animal genomes) han estudiado si este fenómeno está relacionado con la cromatina, el material genético fuertemente empaquetado presente en los cromosomas de los espermatozoides. Existen dos tipos de empaquetamiento: uno que aparece de forma predominantemente en los espermatozoides y que es llevado a cabo por las protaminas, y otro que está basado en las histonas, donde el material genético permanece empaquetado en los denominados nucleosomas. Los resultados del proyecto EVO-CHROMO apuntan a que la organización de la cromatina no solo refleja la actividad transcripcional, sino también el tipo de promotor con el que se inicia la transcripción. En este sentido, experimentos con espermatozoides humanos demuestran que los promotores CpG conservan una mezcla de nucleosomas y de estructuras subnucleosomales. El equipo del proyecto también investigó potenciadores distales que estimulan a los promotores de los genes mediante mecanismos de condensación de la cromatina. Empleando especies de ascidias del género Ciona del subfilo de los urocordados, que son los parientes más cercanos de los vertebrados, los investigadores descubrieron que, al igual que los CNE de vertebrados, los elementos no codificantes conservados de Ciona (ciCNE) están relacionados en gran medida con los mismos genes reguladores clave. Es más, algunos de los ciCNE analizados pueden activar la expresión de genes indicadores en embriones del pez cebra y de Ciona. Curiosamente, los experimentos con la mosca de la fruta Drosophila melanogaster mostraron que la organización de la cromatina está implicada en la heredabilidad epigenética intergeneracional caracterizada por un modelo experimental para la obesidad. Una dieta paterna rica en azúcares provocó la activación de genes de regulación de la transcripción en la heterocromatina tanto en embriones durante las primeras fases del desarrollo como en los espermatozoides. Los avances tecnológicos actuales están permitiendo el estudio del papel de la cromatina a nivel genómico. En este sentido, el proyecto EVO-CHROMO ha proporcionado una base de conocimiento de gran valor para continuar el trabajo en esta apasionante área de investigación, una parte fundamental de la reproducción, el desarrollo y la evolución.
Palabras clave
Empaquetamiento, material genético, espermatozoides, transcripción, CpG, cromatina, nucleosomas