Los "interruptores" genéticos del crecimiento óseo

MadridCientíficos de la Universidad de Ginebra han descubierto secuencias genéticas importantes que regulan el crecimiento óseo. Solo el 3% del genoma de los mamíferos contiene genes que producen proteínas necesarias para las funciones biológicas y el desarrollo. Estos genes son controlados por otras secuencias denominadas potenciadores, que pueden activar o desactivar los genes.

Los investigadores identificaron 2,700 segmentos de ADN que regulan el crecimiento óseo. Este hallazgo ayuda a explicar una razón importante de por qué las personas tienen estaturas diferentes y podría revelar la causa de algunos problemas óseos.

Gran parte de nuestra estatura la heredamos de nuestros padres. Algunas enfermedades genéticas pueden alterar el crecimiento de los huesos, a veces por razones que no comprendemos bien. La causa podría no estar en los genes sino en otras partes del genoma que regulan estos genes.

Guillaume Andrey, profesor de la Facultad de Medicina de la UNIGE y del Instituto de Genética y Genómica de Ginebra, dirigió el estudio. Explica que pequeñas secuencias de ADN llamadas potenciadores controlan la conversión del ADN en ARN, que luego produce proteínas. Ya sabíamos cuáles eran los genes implicados en la formación ósea, pero desconocíamos qué los regulaba. Esta investigación nos ayuda a entender esa regulación.

He aquí lo que descubrieron:

• El equipo empleó una técnica innovadora para crear embriones de ratón con huesos fluorescentes.
• Aislaron y examinaron estas células para entender cómo funcionan los potenciadores durante el desarrollo óseo.
• Identificaron las secuencias regulatorias específicas que controlan los genes constructores de huesos.
• Desactivaron estos potenciadores para confirmar su papel en la activación génica.

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Huesos que brillan fueron creados utilizando un nuevo método a partir de células madre de ratón. Este método permitió a los científicos ver los huesos en embriones de ratón, facilitando la separación de células para su estudio. Fabrice Darbellay, un investigador que trabaja en el laboratorio de Andrey, lideró esta parte del estudio. El equipo observó la actividad de la cromatina, donde el ADN está empaquetado, en las células óseas brillantes.

Identificaron las partes del ADN que regulan los genes responsables de la formación de huesos mediante marcadores de activación génica. Confirmaron sus resultados desactivando estas partes regulatorias mientras mantenían activos los genes principales. Si la activación génica se detenía, significaba que habían hallado las partes regulatorias correctas.

En ratones, los científicos encontraron 2,700 interruptores genéticos, y 2,400 de ellos también están presentes en humanos. Los cromosomas son largas hebras de ADN. Regiones específicas del ADN llamadas potenciadores controlan genes cercanos. Estas regiones y los genes que regulan están próximos entre sí en el mismo cromosoma, lo que les permite interactuar eficazmente. Las diferencias en la actividad de estas regiones podrían explicar las variaciones en el tamaño corporal entre las personas. La actividad de las células óseas está directamente relacionada con el tamaño de los huesos y la altura general.

Muchas enfermedades óseas no se deben a cambios en las secuencias genéticas, sino que pueden estar relacionadas con modificaciones en las partes regulatorias del genoma. Casos documentados demuestran que los cambios en estas partes regulatorias, y no en los propios genes, causan enfermedades óseas. Es probable que muchas enfermedades óseas pasen desapercibidas cuando las secuencias genéticas parecen normales. Problemas con estas partes regulatorias también pueden causar otras enfermedades del desarrollo.

El estudio fue publicado en la revista Nature Communications.