Las diferencias entre las personas ADN Y el ADN de los mosquitos no se limita a la disposición de las letras en el código genético. Si cortaras una célula humana y una célula de mosquito y observaras los núcleos de cada una, verías que sus cromosomas se pliegan en un tipo de origami genético completamente diferente. Ahora, los investigadores han descubierto cómo doblar un tipo de ADN para tomar la forma del otro, esencialmente haciendo espirales de ADN humano como mosquitos.
«En el núcleo humano, los cromosomas se ensamblan en paquetes prolijos», dijo a Live Science Claire Honkamp, estudiante de doctorado en biología del cáncer en la Universidad de Amsterdam, en una videollamada mientras rompía un artículo. «Pero en el núcleo del mosquito, los cromosomas están doblados por la mitad». Mientras hablaba, dobló varias hojas de papel por la mitad y las colocó como libros en un estante, con las páginas hacia afuera.
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Hoencamp estaba estudiando la condensina II, una proteína involucrada en la división celular. En un experimento, destruyó esta proteína en una célula humana para observar su efecto en el ciclo celular. Como a través de una elaborada coreografía, los cromosomas de la célula resultante se regenerarían. Pero no se replegó como el ADN en un núcleo humano. En cambio, recurrió a su mejor impresión del interior de un mosquito núcleo.
Mientras tanto, Olga Dodchenko, investigadora postdoctoral en el Centro de Ingeniería Genómica de la Universidad de Baylor en Texas, ha estado clasificando genomas basándose en las estructuras tridimensionales que componen sus cromosomas. Como codirectora de un proyecto de varias instituciones llamado DNA Zoo, ha observado algunos patrones distintos.
«Básicamente, podemos clasificar las cosas en dos estructuras básicas», dijo, refiriéndose a la naturaleza estrechamente enrollada y segmentada del genoma humano frente a la disposición más flexible del genoma del mosquito. No importa cuántas especies marques, cromosomas Adoptó diferentes formas de dos formas básicas.
De manera desconcertante, su investigación sugirió que algunas cepas usarán una forma y evolucionarán a la segunda forma y luego evolucionarán nuevamente en muchos casos. Sin embargo, no sabía qué fuerza, si es que había alguna, estaba detrás de estos cambios.
Al presentar su investigación en una conferencia en Austria, los dos equipos se dieron cuenta de que estaban abordando el mismo problema desde diferentes ángulos. Básicamente, Hoencamp encontró una proteína que pliega los cromosomas, y Dudchenko descubrió el Hoencamp natural durante períodos de tiempo evolutivos.
Después de que decidieron cooperar, COVID-19 atacó. Con el acceso al laboratorio cortado, los colaboradores recurrieron a simulaciones por computadora para comprender mejor el papel del segundo capacitor en la regulación nuclear. Con la ayuda de un laboratorio de la Universidad Rice en Houston, simularon los efectos del segundo condensador en los millones a miles de millones de letras en el genoma, confirmando lo que Hoencamp había encontrado en experimentos anteriores.
En un análisis genético descrito el 28 de mayo en la revista Ciencias, los investigadores observaron 24 especies y encontraron que las especies con la disposición cromosómica más flexible tienen una cosa en común: un gen II condensado roto.
La investigación futura tendrá como objetivo determinar la ventaja evolutiva, si la hay, que una estructura nucleolar puede tener sobre la otra. Cuando los investigadores examinaron la expresión génica, encontraron que la estructura de plegamiento de los cromosomas solo afectaba ligeramente la expresión génica, o la cantidad de cada proteína compuesta por diferentes genes. Este descubrimiento sorprendió a Hoencamp.
Dado el pequeño efecto del plegamiento en la expresión génica, no está claro por qué la especie de alguna manera pliega el ADN.
Sin embargo, dado que existen ambos métodos de plegado en todo el árbol evolutivo, los efectos sutiles de cada uno pueden tener implicaciones significativas. «Las diferencias en la estructura 3D parecen estar relacionadas con el ajuste fino» de algunas funciones dentro de los organismos, dijo Dodchenko. Sin embargo, qué se modifica exactamente sigue siendo un misterio.
Publicado originalmente en Live Science.
