La nueva dimensión de la investigación genómica radica en el plegamiento
Cada una de nuestras células contiene la asombrosa cifra de dos metros de hebra de ADN concentrados en un núcleo cuyo diámetro tan sólo mide una micra (10-6m). La única estrategia que emplea la naturaleza para que esto sea posible consiste en plegar dicho material. Pero según parece, el plegamiento es además importante a la hora de activar y desactivar los genes en las células y, por lo tanto, para el funcionamiento de las mismas. Los socios del proyecto 3DGenome («Estructura y funcionamiento tridimensionales del genoma») se propusieron construir un mapa tridimensional (3D) del plegamiento de la fibra de ADN dentro del núcleo en la interfase del ciclo celular humano. Los patrones de plegamiento puede estar relacionados con la actividad génica. El equipo de 3DGenome se centró en determinados cromosomas, empleando una combinación de hibridación fluorescente in situ (FISH) con microscopía óptica avanzada en 3D. Los científicos estudiaron la posición relativa de los genes en la estructura plegada con independencia del tipo de célula, su estado de diferenciación y su patrón de expresión génica. La ingente cantidad de imágenes, fruto de la variación inherente en la estructura de la cromatina en las diferentes células, planteó un reto importante. Esto impulsó a los científicos a desarrollar nuevos métodos, programas y tecnologías para superarlo. LAsí pues, pusieron en marcha procesos de automatización para imágenes confocales tanto clásicas como de disco giratorio. La enorme cantidad de conjuntos de datos de microscopía planteaba problemas de almacenamiento, análisis e interpretación a los que los científicos respondieron elaborando nuevos protocolos y estableciendo una base de datos de imagen eficiente, así como un planteamiento novedoso del análisis cuantitativo. Los resultados revelaron que la cromatina de los cromosomas individuales se pliega para formar diferentes dominios subcromosomales cuya estructura depende de variables tales como la densidad génica y los niveles medios de expresión. La posición de los diferentes dominios depende de su nivel de transcripción. Los más activos y con mayor densidad de genes están más cerca del centro del núcleo y los que son contienen menos genes y cuyos niveles de transcripción son inferiores están más cerca de la membrana nuclear. En general, 3DGenome logró determinar una serie de principios sobre el plegado 3D que están estrechamente relacionados con la disposición de los genes en la cadena de ADN. Esto representa una base sólida para integrar la influencia de plegado cromosómico en la transcripción de los genes. Los resultados del proyecto tienen un enorme potencial de aplicación en el campo de la genómica. La importante labor científica queda reflejada en el número de publicaciones derivadas, 49 hasta la fecha, en revistas científicas internacionales y en un total de 124 seminarios sobre investigación genómica del proyecto 3DGenome presentados en conferencias y talleres.
