Rubén Megía González, Genotipia

Cada célula en el cuerpo humano tiene 3000 millones de pares de bases, repartidas a lo largo de 46 moléculas de ADN. Parece casi imposible que estos casi 2 metros de secuencia quepan en las 125 micras cúbicas que mide, en promedio, un núcleo celular. Para lograr esta compactación extrema, las células organizan cuidadosamente el ADN nuclear, lo que afecta a la expresión de cada región del genoma.

Ahora, un equipo de investigadores del Karolinska Institutet en Suecia, ha logrado desarrollar un nuevo método de secuenciación que permite cartografiar el genoma, identificando cómo se organiza en el núcleo celular. Esto les ha permitido determinar qué zonas del genoma son más propensas a sufrir daños. Sus resultados fueron publicados recientemente en la revista Nature biotechnology.

El nuevo método de secuenciación diseñado por los autores del estudio se basa en una fragmentación gradual del ADN nuclear desde la zona más cercana a la membrana nuclear hasta el centro del núcleo celular. Gracias a este método, combinado con tecnologías de secuenciación masiva, los investigadores son capaces de determinar la composición del ADN del núcleo celular, a la vez que lo localizan en una zona concreta. Utilizando este nuevo método de secuenciación, el equipo liderado por la doctora Magda Bienko, del departamento de bioquímica médica y biofísica del Karolinska Institutet en Suecia, ha logrado determinar diferentes aspectos del genoma nuclear.

En una primera aproximación, los autores secuenciaron y mapearon el genoma nuclear de una línea celular humana modelo de leucemia, lo que resultó en una disposición radial visible de los cromosomas en el núcleo celular. Acto seguido, analizaron la accesibilidad del genoma en todo el núcleo celular. Los resultados indicaron que, a mayor proximidad del centro nuclear, más accesible es el material genético. Sin embargo, tal y como indica Bienko, “No es tan simple como tener toda la cromatina inactiva en la periferia nuclear y la cromatina activa concentrada en el centro”. Los investigadores encontraron que, aunque sí hay un gradiente de actividad desde la parte externa hasta el centro del núcleo celular, en la parte central también hay cromatina inactiva.

En una segunda parte del estudio, los autores analizaron el patrón de mutaciones en el núcleo de células modelo para cuatro tipos de cáncer, para determinar si el grado de compactación influye en la aparición de mutaciones. Para ello, se analizaron la heterocromatina (regiones más condensadas del ADN nuclear) y la eucromatina (regiones menos condensadas). Los resultados mostraron que muchas de las mutaciones que se encuentran en células cancerosas se ubican en la periferia del núcleo celular.  Esto refuerza la hipótesis de que la heterocromatina actúa como “escudo “contra los elementos mutágenos provenientes del exterior. Los investigadores observaron que, en el caso de la eucromatina, era más probable encontrar roturas de ADN y fusiones de genes.

Esta investigación arroja algo de luz sobre la organización del núcleo celular, desde un nuevo enfoque basado en la estructura del ADN nuclear. Además, el nuevo método de secuenciación desarrollado por el equipo de la doctora Magda Bienko supone una nueva y efectiva herramienta para próximos estudios del genoma humano.

Referencia:

Gabriele Girelli et al. GPSeq reveals the radial organization of chromatin in the cell nucleus. Nature Biotechnology, 2020; DOI: 10.1038/s41587-020-0519-y

Fuente: 

Karolinska Institutet – New method reveals where DNA is at risk in the cell..https://news.ki.se/new-method-reveals-where-dna-is-at-risk-in-the-cell

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