Desvelados los mecanismos de control de los “genes saltarines”

Una investigación conjunta internacional liderada por Akihisa Osakabe y Yoshimasa Takizawa de la Universidad de Tokio ha aclarado los mecanismos moleculares en la Arabidopsis thaliana (berro de thale) mediante los cuales la proteína DDM1 (Decreased in DNA Methylation 1) previene la transcripción de “genes saltarines”. DDM1 hace que los “genes saltarines” sean más accesibles para que se depositen marcas químicas que suprimen la transcripción. Debido a que existe una variante de esta proteína en humanos, el descubrimiento proporciona información sobre las condiciones genéticas causadas por tales mutaciones de “genes saltarines”. Los hallazgos fueron publicados en la revista *Nature Communications*.

El ADN desenredado a menudo se conoce como una “cuerda”. Sin embargo, en una célula, se parece más a una “bola de cuerda”, solo que los patrones de bucle son mucho más complejos. La unidad más pequeña se llama nucleosoma. Consiste en una sección de ADN envuelta alrededor de un andamio proteico (histona). Los transposones, genes que pueden “saltar” a diferentes ubicaciones en el genoma, están “guardados” en los nucleosomas, lo que dificulta que la célula deposite marcas químicas que supriman la transcripción del transposón. DDM1 es una proteína conocida por mantener tales marcas químicas supresoras, pero no ha estado claro cómo puede acceder a los transposones cuando están “guardados” cuidadosamente.

“Los genes saltarines son fascinantes”, dice Osakabe, el primer autor del artículo, “porque pueden causar cambios significativos en el genoma, tanto buenos como malos. Estudiar cómo las proteínas como DDM1 manejan estos genes nos ayuda a comprender los mecanismos básicos de la vida y puede tener importantes aplicaciones prácticas”.

Los investigadores utilizaron microscopía crioelectrónica, una técnica capaz de obtener imágenes a escalas casi atómicas. Esto les permitió observar la estructura de la proteína DDM1 y el ADN dentro del nucleosoma.

“Nos sentimos muy emocionados de ver las estructuras detalladas de DDM1 y el nucleosoma”, recuerda Osakabe. “Una de las sorpresas fue cómo DDM1 abre el nucleosoma. Fue un desafío capturar estas estructuras, pero ver los resultados hizo que todo el trabajo duro valiera la pena”.

Las imágenes de alta resolución mostraron las posiciones exactas donde DDM1 se unió al ADN en el nucleosoma. Como resultado, el sitio de unión específico, que normalmente cierra el nucleosoma, se volvió más “flexible” y se abrió para permitir que se depositaran marcas químicas supresoras, evitando que los transposones se transcribieran.

Este detalle aparentemente menor podría ser el comienzo de mejoras importantes.

“La versión humana de DDM1, llamada HELLS, funciona de manera similar”, dice Osakabe. “A largo plazo, tales descubrimientos podrían conducir a nuevos tratamientos para enfermedades genéticas en humanos causadas por genes similares. Este nuevo conocimiento también proporciona información sobre cómo las plantas y otros organismos controlan su ADN, lo que podría mejorar nuestra capacidad de cultivar mejores cultivos o desarrollar nuevas biotecnologías”.