El equipo liderado por el profesor Christof Niehrs en el Instituto de Biología Molecular (IMB) en Maguncia, Alemania, ha encontrado que una modificación del ADN llamada 5-formilcitosina (5fC) actúa como un interruptor epigenético que activa genes durante las primeras etapas del desarrollo embrionario. Este hallazgo, publicado en la revista Cell, es el primero en demostrar que los vertebrados poseen más de un tipo de marca epigenética en su ADN, ofreciendo nuevas perspectivas sobre la regulación genética en el desarrollo inicial.
Nuestro organismo está formado por billones de células que funcionan de manera coordinada, pero todos comenzamos como un único óvulo fertilizado. De esta manera, para desarrollar un ser humano completo, esa célula inicial debe dividirse rápidamente y formar los órganos en las ubicaciones correctas.
Estas modificaciones son grupos químicos que se añaden al ADN y sus proteínas asociadas, funcionando como señales que activan o desactivan genes
Este complejo proceso depende de la activación precisa de miles de genes en los momentos y lugares adecuados, lo cual está regulado por modificaciones epigenéticas. Estas modificaciones son grupos químicos que se añaden al ADN y sus proteínas asociadas, funcionando como señales que activan o desactivan genes.
Durante años, se asumió que los vertebrados solo poseían un tipo de modificación epigenética, la metilación de citosina, asociada con el silenciamiento de genes. Aunque se descubrieron tres modificaciones adicionales en los últimos diez años, su escasa cantidad generó dudas sobre su funcionalidad. Sin embargo, el equipo de Niehrs ha demostrado que la 5fC desempeña un papel clave en la activación génica durante el desarrollo temprano.
El equipo de Niehrs ha demostrado que la 5fC desempeña un papel clave en la activación génica durante el desarrollo temprano
En su investigación, analizaron la 5fC en embriones de rana, utilizando técnicas de microscopía y cromatografía. Observaron que la 5fC aumenta significativamente al inicio del desarrollo, durante un proceso crucial conocido como activación cigótica, cuando se activan numerosos genes. Según Eleftheria Parasyraki, primera autora del estudio, la detección de 5fC en cromocentros visibles fue un descubrimiento emocionante, sugiriendo su importancia en el desarrollo embrionario.
Para probar que la 5fC es una marca epigenética activadora, los investigadores manipularon enzimas en los embriones para alterar los niveles de 5fC en el ADN. Aumentar la 5fC incrementó la expresión génica, mientras que disminuirla la redujo, confirmando que la 5fC activa genes. Además, encontraron 5fC en embriones de ratón durante la activación génica cigótica, sugiriendo que su función como marca epigenética activa se extiende a mamíferos y ranas.
Aumentar la 5fC incrementó la expresión génica, mientras que disminuirla la redujo, confirmando que la 5fC activa genes
El descubrimiento de que la 5fC regula la activación de genes plantea nuevas preguntas sobre su funcionamiento y su papel más allá de las primeras etapas del desarrollo. Resulta de gran importancia descubrir que las células cancerosas pueden tener niveles elevados de 5fC. Se necesitarán más investigaciones para comprender mejor su influencia en el desarrollo y su alteración en enfermedades.