Vea También
 |
| Visualización por fluorescencia de la expresión del gen Pitx1 en embriones de ratón. La ausencia de Pen, uno de los interruptores de Pitx1 (derecha), provoca una pérdida de fluorescencia en las patas en desarrollo. (© UNIGE / Guillaume Andrey) |
Durante el desarrollo embrionario, varios genes trabajan juntos según un esquema y un ritmo muy meticulosos. Unas cortas secuencias de ADN controlan esta actividad genética: al unirse a proteínas específicas en el núcleo celular, actúan como precisos interruptores ON/OFF.
Cuando este interruptor está en ON, se inicia la transcripción de un gen en ARN, que luego se traduce en una proteína que puede realizar una tarea específica. Sin esto, los genes estarían continuamente encendidos o apagados, por lo que no podrían actuar de forma selectiva, en el lugar y momento adecuados.
El fallo de este mecanismo, en ocasiones, da lugar a malformaciones más o menos incapacitantes, sugiere un nuevo estudio de la Universidad de Ginebra (Suiza).
Los científicos querían determinar si la pérdida de uno de estos interruptores tiene consecuencias. Para ello, estudiaron el gen Pitx1, uno de los genes que intervienen en la construcción de las extremidades inferiores. Los científicos descubrieron que incluso una pequeña alteración en el proceso de activación de este gen en el origen del pie zambo puede provocar la malformación común del pie.
Los científicos modificaron las células madre de ratón utilizando CRISPR-CAS 9. Eliminaron los interruptores de Pitx1, llamados Pen, y añadieron un marcador de fluorescencia para visualizar la activación del gen.
Olimpia Bompadre, estudiante de doctorado del equipo de investigación y coprimera autora, dijo: "Estas células modificadas se agregan luego a las células embrionarias de ratón para que podamos estudiar sus primeras etapas de desarrollo."
Guillaume Andrey, profesor del Departamento de Genética y Medicina del Desarrollo de la Facultad de Medicina de la UNIGE, dijo:
"Normalmente, alrededor del 90% de las células de las futuras piernas activan el gen Pitx1, mientras que el 10% de las células no lo hacen. Sin embargo, cuando eliminamos el interruptor Pen, descubrimos que la proporción de células que no activaban Pitx1 aumentó del 10 al 20%, lo que fue suficiente para modificar la construcción del sistema musculoesquelético e inducir un pie zambo."
"De hecho, la proporción de células inactivas aumentó especialmente en las células inmaduras de las extremidades inferiores y en el tejido conectivo irregular, un tejido que es esencial para la construcción del sistema musculoesquelético."
Más allá del gen Pitx1 y el pie zambo, los científicos encontraron un principio general cuyo mecanismo podría encontrarse en un gran número de genes. Así, unos interruptores genéticos defectuosos podrían estar en el origen de numerosas malformaciones o enfermedades del desarrollo.
Además, un gen no controla el desarrollo de un solo órgano del cuerpo, sino que suele participar en la construcción de una amplia gama de órganos.
Los científicos señalaron: "Una malformación no letal, como el pie zambo, por ejemplo, podría ser un indicador de trastornos en otras partes del cuerpo que, aunque no sean inmediatamente visibles, podrían ser mucho más peligrosos. Supongamos que podemos interpretar con precisión la acción de cada mutación. En ese caso, no solo podríamos leer la información del genoma para encontrar la causa fundamental de una malformación, sino también predecir los efectos en otros órganos, que se desarrollarían silenciosamente, para intervenir lo antes posible".
Fuentes, créditos y referencias:
Raquel Rouco, Olimpia Bompadre, Antonella Rauseo, Olivier Fazio, Rodrigue Peraldi, Fabrizio Thorel, Guillaume Andrey. Cell-specific alterations in Pitx1 regulatory landscape activation caused by the loss of a single enhancer. Nature Communications, 2021; 12 (1) DOI: 10.1038/s41467-021-27492-1
Fuente: Universidad de Ginebra