Tendencias21

Observan al microscopio cómo se hereda la memoria epigenética

Hasta hace poco, se creía que todas las características de los organismos eran fruto solo de la información escrita en sus genes. Pero, en realidad, hay otro factor determinante: la epigenética; que es el modo en que los organismos “traducen” esa información, para expresarla. Un nuevo estudio arroja luz sobre cómo esa “manera de traducir” se hereda generación tras generación y entre células. En él, se observó al microscopio el proceso, en células embrionales del gusano C. elegans. Por Yaiza Martínez.

Observan al microscopio cómo se hereda la memoria epigenética

Hasta hace pocos años, se creía que todas las características de los seres humanos y demás organismos eran fruto únicamente de la información escrita en sus genes. A partir de la finalización del Proyecto Genoma Humano en 2003, sin embargo, esa idea está cambiando, gracias a la investigación en una interesante rama de la genética: la epigenética.

Este concepto hace referencia a cómo se traduce la información contenida en los genes. Un “modo de traducción” que implica que, aun teniendo la misma información genética (como en el caso de los gemelos, por ejemplo), dos individuos puedan expresar esa información de modo distinto.

Esa traducción diferenciada, a su vez, puede conllevar resultados orgánicos distintos, en cuestiones como el grado de sensibilidad al dolor, el nivel de riesgo de padecer algunos tipos de cáncer o la posibilidad de sufrir autismo, entre otros.

Seguimiento de una marca epigenética muy corriente

En términos generales, la epigenética es el conjunto de procesos químicos que modifican la actividad del ADN, pero sin alterar su secuencia. ¿Qué condiciona dichos procesos? Según evidencias crecientes, un factor importante es el estrés ambiental.

Además, se ha demostrado que los cambios en la expresión de los genes se transmiten de padres a hijos. Pero, ¿cómo puede producirse esa transmisión, si no se hace a través de la “escritura” de los genes, de la información pura y dura en estos contenida?

Un estudio realizado por científicos de la Universidad de California en Santa Cruz (EEUU) arroja algo de luz a este respecto, pues los investigadores han logrado ver, bajo el microscopio, cómo la memoria epigenética pasa de generación en generación, de célula a célula, durante el desarrollo de los embriones.

La investigación se basó en una modificación epigenética previamente muy estudiada: la metilación de una proteína que, junto a otras y junto al ADN, se encuentra en el núcleo de las células eucariotas, constituyendo la cromatina o genoma de dichas células.

La proteína en cuestión se denomina “histona H3”, y es una de las que hacen posible el empaquetamiento del ADN, es decir, que la doble hélice del material genético se enrolle para formar esa unidad fundamental y esencial de la célula que es la cromatina.

Ya se sabía que la metilación de un aminoácido particular presente en la histona H3 (la lisina 27) “apaga” o “reprime” algunos genes, por lo que está considerada una marca epigenética que se encuentra en todos los animales multicelulares, desde los seres humanos a unos diminutos gusanos redondos llamados C. elegans.

Los científicos usaron este tipo de gusanos para su estudio y este tipo concreto de metilación o marca epigenética para tratar de averiguar cómo esta se transmitía entre generaciones y entre células.

Marcas epigenéticas que desaparecen

Para ello, crearon gusanos con una mutación genética que elimina a la enzima responsable de hacer la marca de metilación, y los cruzaron con gusanos corrientes.

Por otra parte, usaron etiquetas fluorescentes para señalar tanto los cromosomas con marca epigenética como los que no tenían marca epigenética (mutados); y para poder seguir sus destinos con el microscopio (desde que se encontraban en óvulos y espermatozoides hasta que pasaron a las células en división de embriones en crecimiento, tras la fertilización).

Al principio, los embriones fruto de óvulos mutantes (sin marca epigenética) fecundados con espermatozoides normales presentaron seis cromosomas con la metilación corriente (procedentes de los espermatozoides) y seis cromosomas sin marcas epigenéticas o “desnudos” (procedentes de los óvulos).

A medida que los embriones se fueron desarrollando, sus células replicaron sus cromosomas y los dividieron. Se constató entonces que, cuando un cromosoma con marca epigenética se replicaba, sus dos cromosomas descendientes también estaban marcados. Pero, sin la enzima necesaria para la metilación de las histonas (carencia debida a la manipulación genética realizada en el óvulo), esas marcas epigenéticas se fueron diluyendo progresivamente, con cada división celular.

Por tanto, la marca epigenética se fue perdiendo progresivamente, por la ausencia de la enzima: Permaneció brillante en el embrión unicelular, menos brillante tras la división celular, y aún menos en el embrión de cuatro células. Cuando el embrión alcanzó entre 24 y 48 células, la marca ya no se distinguía.

Marcas epigenéticas que se mantienen

Posteriormente, los científicos hicieron el experimento inverso: fertilizaron óvulos normales (con la marca epigenética) con esperma mutante (sin marca epigenética).

Normalmente, es en los óvulos –y no en el esperma- donde se encuentra una enzima de metilación llamada PRC2 por lo que, en este caso, los embriones derivados de esta segunda fecundación tuvieron –como los primeros- seis cromosomas con marca epigenética (de los óvulos) y seis sin marca epigenética (del esperma); pero también tenían la enzima PRC2.

“Cuando observamos los cromosomas a través de las divisiones celulares, comprobamos que los marcados (con la mutación epigenética) permanecieron marcados, porque la enzima seguía restaurando la marca; pero los cromosomas “desnudos” (sin marca epigenética) también se mantuvieron tal y como estaban, división tras división", explica Susan Strome, una de las autoras del estudio, en un comunicado de la UCSC.

Según la investigadora, este punto demuestra “que el patrón de las marcas epigenéticas que se heredan es transmitido a través de múltiples divisiones celulares”.

El hallazgo de la transmisión de la metilación de las histonas en el C. elegans tiene importantes implicaciones en otros organismos, porque todos los animales utilizan la misma enzima para crear la misma marca de metilación, como una señal para la represión de genes. También porque, según Strome, dado que “la herencia epigenética transgeneracional no es un campo resuelto”, ahora “tenemos un ejemplo específico de memoria epigenética transmitida, que podemos ver al microscopio”.

La comprensión de cómo funciona y se hereda la epigenética es asimismo crucial porque el código epigenético de los organismos puede evolucionar más rápido que el genético e influir fuertemente en los rasgos biológicos, mediante mecanismos aún poco conocidos. Algunos especialistas han señalado que es posible que los seres vivos y los humanos tengamos un mecanismo epigenético activo que, además de controlar nuestras características biológicas, pase a la descedencia.

Referencia bibliográfica:

L. J. Gaydos, W. Wang, S. Strome. H3K27me and PRC2 transmit a memory of repression across generations and during development. Science (2014). DOI: 10.1126/science.1255023.

RedacciónT21

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Revelan una nueva clase de tectónica de placas en una meseta de Turquía 2 octubre, 2024
    La cuenca de Konya, en la Meseta Central de Anatolia, en Turquía, se ha estado "remodelando" continuamente durante millones de años: un nuevo análisis sugiere que el enigmático hundimiento de la cuenca dentro del interior de la meseta ascendente estaría relacionado con una nueva clase de tectónica de placas hasta hoy desconocida, que tendría implicaciones […]
    Pablo Javier Piacente
  • Las lunas de Urano podrían albergar vida y una misión espacial sería capaz de confirmarlo 2 octubre, 2024
    Algunas de las lunas de Urano podrían ser capaces de contener alguna forma de vida: los científicos creen que lo más emocionante es que estos satélites podrían contar con océanos subsuperficiales aún en la actualidad. Aunque se trata de una idea compleja en este momento, enviar una nave espacial a estas lejanas lunas podría revelar […]
    Pablo Javier Piacente
  • La extinción del Alca Gigante: huevos y plumas al mejor postor 2 octubre, 2024
    Hasta 1844 existieron en la Tierra alcas gigantes, una especie de aves que, según testimonios de la época, en tierra eran torpes, pero nadaban extraordinariamente rápido, saltaban con enorme agilidad sobre las olas y permanecían cerca de media hora sumergidas. Después de que el capitalismo les otorgó un elevado valor económico, fueron barridas del planeta. […]
    Eduardo Costas | Catedrático de la UCM y Académico de Farmacia
  • El polvo del Sahara alimenta la vida oceánica a miles de kilómetros de distancia 1 octubre, 2024
    La atmósfera terrestre tiene la capacidad de transformar el polvo del desierto del Sahara en minerales que sirven de alimento para la vida marina, según un nuevo estudio. Los científicos comprobaron que sin el hierro transportado por todas partes en esta "nube mineral", el fitoplancton oceánico tendría dificultades para florecer. Además, el proceso es clave […]
    Pablo Javier Piacente
  • Robots autónomos colaborarán con la tripulación humana en futuras misiones a la Luna 1 octubre, 2024
    Un sistema de robots independientes que ya ha sido probado con éxito en entornos terrestres simulados promete agilizar y optimizar las primeras tareas a realizar en futuras misiones tripuladas a la Luna: según los científicos, son capaces de ubicarse a través de un sistema de sensores que logran escanear marcadores semejantes a un código QR, […]
    Pablo Javier Piacente
  • El cerebro tendría bacterias propias tal vez implicadas en la cognición 1 octubre, 2024
    Recientes investigaciones sugieren que el cerebro tendría su propia microbioma, con bacterias similares a las que se encuentran en el estómago y que contribuyen a una buena digestión. Las bacterias cerebrales podrían estar ayudando al análisis y al razonamiento o, tal vez, manifestando una enfermedad.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • Una supernova cercana habría impulsado la vida sobre la Tierra 30 septiembre, 2024
    La vida en la Tierra está en constante evolución bajo la exposición continua a la radiación ionizante de origen terrestre y cósmico: una nueva investigación revela que la energía y los elementos químicos despedidos por una supernova cercana hace millones de años podrían haber estado directamente implicados en la evolución de la vida compleja sobre […]
    Pablo Javier Piacente
  • Resuelto el enigma de los misteriosos cráteres formados por explosiones naturales en Siberia 30 septiembre, 2024
    Los cráteres surgidos misteriosamente desde hace una década en la tundra de la península rusa de Yamal, en Siberia, se formaron por una combinación de calentamiento y ósmosis, según un nuevo estudio. Todo indica que la geología inusual de la zona, junto con el cambio climático, iniciaron un proceso que condujo a la liberación de […]
    Pablo Javier Piacente
  • Confirmado: la IA está cambiando la inteligencia colectiva 30 septiembre, 2024
    Los grandes modelos lingüísticos creados con Inteligencia Artificial están cambiando la inteligencia colectiva de nuestra especie, tanto para democratizar el acceso al conocimiento y mejorar la colaboración global como para generar una falsa sensación de consenso que margina perspectivas minoritarias pero valiosas.
    Redacción T21
  • El almacenamiento de datos en 3D utilizando luz permitiría guardar un millón de películas en un solo disco 29 septiembre, 2024
    Una nueva investigación ha desarrollado un método innovador para empaquetar petabytes de información en un único disco óptico. El nuevo enfoque se sustenta en el mismo método de almacenamiento óptico de datos (ODS) basado en luz que se utiliza para escribir un DVD, pero la diferencia es que funciona en tres dimensiones. 
    Pablo Javier Piacente