El ADN que los humanos adquirieron de virus antiguos juega un papel clave en la activación y desactivación de partes de nuestro código genético, según un nuevo estudio. Casi la mitad del genoma humano está compuesto por segmentos llamados elementos transponibles (ET), también conocidos como “genes saltarines” porque pueden desplazarse por el genoma. Algunos de estos ET son restos de virus antiguos que se incrustaron en los genomas de nuestros ancestros y se han transmitido durante millones de años.
Durante décadas tras el descubrimiento de los TE, los científicos asumieron que no tenían ninguna utilidad: que eran ADN “basura”. Pero este nuevo estudio refuerza la creciente evidencia de que esta descripción distaba mucho de ser correcta.
Lejos de ser fósiles sin función, estos tramos aparentemente latentes de nuestro ADN podrían ser cruciales para regular la expresión génica, especialmente durante las primeras etapas del desarrollo, según sugiere la investigación. Los científicos publicaron sus hallazgos el 18 de julio en la revista Science Advances.
“Nuestro genoma fue secuenciado hace mucho tiempo, pero la función de muchas de sus partes sigue siendo desconocida”, dijo en un comunicado la coautora del estudio, Hiromi Nakao-Inoue, coordinadora de investigación del Instituto para el Estudio Avanzado de la Biología Humana de la Universidad de Kioto. “Se cree que los elementos transponibles desempeñan un papel importante en la evolución del genoma, y se espera que su importancia se aclare a medida que avance la investigación”.
No es tan basura después de todo
Los ET se consideraban “basura” porque parecían irrelevantes para la creación de proteínas, las moléculas que construyen las células y las mantienen en funcionamiento. Si bien los genes contienen los planos de las proteínas, estos elementos repetitivos y transponibles se habían descartado durante mucho tiempo como ADN “no funcional”.
Sin embargo, en los últimos años, se ha acumulado evidencia de que estas porciones repetitivas de nuestros genomas desempeñan un papel en la regulación génica. Por ejemplo, sus códigos se utilizan a menudo para producir ARN no codificante, una molécula que puede actuar sobre otros genes para diferenciar células y regular el crecimiento de embriones.
CRISPR también ha posibilitado un estudio más detallado de los elementos transponibles. Esta famosa herramienta de edición genética ha permitido a los científicos analizar cómo los elementos transponibles influyen en la estructura de la cromatina (la mezcla de ADN y proteínas que compone los cromosomas) e impulsan la actividad genética del embrión tras la fecundación.
Los científicos responsables de la nueva investigación se centraron en una familia específica de ET denominada MER11. Esta familia pertenece a una clase más amplia de ET que se incorporaron a los genomas de los primates hace unos 40 millones de años.
Los investigadores clasificaron las secuencias de la familia MER11 según sus relaciones evolutivas. Esto generó cuatro subgrupos, desde MER11_G1 (el más antiguo) hasta MER11_G4 (el más reciente).
Para observar los efectos de estos ET en las células, insertaron casi 7000 secuencias en placas de laboratorio. Las secuencias, obtenidas de humanos y otros primates, se colocaron en células madre y células neuronales en fase inicial, donde posteriormente se midió su actividad genética.
Sus resultados mostraron que los miembros más jóvenes de la familia MER11 (MER11_G4) poseían una gran capacidad para activar genes. Presentaban “sitios de unión a factores de transcripción” únicos, que son motivos de ADN clave para el desarrollo y actúan como puntos de acoplamiento para las proteínas que controlan la expresión génica. También existieron variaciones sutiles en las secuencias MER11_G4 entre humanos, chimpancés y macacos, variaciones que cambiaban el efecto regulador de las secuencias de una especie a otra.
“El estudio pone de relieve lo mucho que aún queda por aprender de la secuenciación del genoma”, declaró a Live Science Cristina Tufarelli, genetista del Centro de Investigación del Cáncer de la Universidad de Leicester, quien no participó en el estudio. “Especialmente en lo que respecta a las repeticiones de transposones similares a virus, cuya variedad entre familias y dentro de ellas se ha pasado por alto en gran medida”.
Añadió que el trabajo abre varias vías de investigación futura. “El enfoque podría aplicarse a cualquier elemento transponible, con el potencial de ayudar a profundizar en el conocimiento de otros elementos con posibles funciones reguladoras”, afirmó.
Tufarelli agregó que los experimentos futuros podrían implicar la eliminación de ciertas partes de los ET con CRISPR para ayudar a desentrañar sus funciones en la regulación de la expresión genética tanto en la salud como en la enfermedad.
Fuente: Live Science.