Descubren un segundo sensor genético crucial para la metilación del ADN en células humanas

MadridInvestigadores han descubierto un nuevo sensor para mantener la metilación del ADN, cambiando nuestra comprensión de la epigenética. La metilación del ADN consiste en añadir un grupo metilo a la base de citosina en el ADN, lo cual controla la expresión génica sin alterar la secuencia del ADN. Este proceso es crucial para el funcionamiento adecuado de varios tipos celulares, y su alteración se relaciona con enfermedades como el síndrome de inmunodeficiencia, inestabilidad centromérica y anomalías faciales (ICF).

Investigadores solían creer que la proteína UHRF1 era la única capaz de detectar el ADN hemimetilado, crucial para el mantenimiento de la metilación del ADN. Sin embargo, científicos de la Universidad Rockefeller y Japón han descubierto que el gen CDCA7 también cumple esta función. Este hallazgo aclara cómo las mutaciones en CDCA7 pueden provocar enfermedades como el síndrome ICF y ofrece una mejor comprensión de los procesos moleculares relacionados.

Hallazgos clave del estudio incluyen:

• CDCA7 detecta la hemimetilación en células eucariotas.
• CDCA7 guía a la proteína HELLS hacia el ADN hemimetilado.
• HELLS remodela los nucleosomas, haciendo que los sitios hemimetilados sean accesibles para UHRF1.

La replicación del ADN es un proceso complejo en el cual el ADN de doble hebra se divide en hebras simples. Al formarse nuevas hebras complementarias, los grupos metilo no se copian de inmediato, lo que da lugar al ADN hemimetilado. UHRF1 detecta estos sitios hemimetilados y atrae a DNMT1 para añadir las marcas de metilación a la nueva hebra. Esto debe suceder antes del próximo ciclo de replicación para mantener las marcas epigenéticas.

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Descubrir que CDCA7 detecta hemimetilación específicamente dentro de la heterocromatina densamente empacada es crucial. La heterocromatina limita el acceso a muchas enzimas, incluidas las involucradas en la metilación del ADN. CDCA7 colabora con HELLS, una proteína que puede desenrollar el ADN de los nucleosomas, ayudando a revelar los sitios de hemimetilación. Este proceso demuestra que CDCA7 es más eficiente en cromatina densa en comparación con UHRF1.

La investigación ofrece nuevas maneras de comprender cómo se regulan los genes y cómo se organizan los cromosomas. Además, sugiere que los sensores de hemimetilación podrían tener funciones adicionales aparte de mantener la metilación del ADN. La hemimetilación en zonas específicas de los cromosomas podría desempeñar funciones importantes que aún no han sido identificadas por los científicos. Más estudios podrían revelar conexiones con diversos trastornos genéticos y mejorar nuestro conocimiento del control epigenético.

Las investigaciones demuestran que la regulación epigenética es compleja y detallada. Además, subrayan los significativos avances alcanzados en esta área y abren la puerta a futuras descubrimientos.