Revelan que el ADN se organiza antes de activar la vida en embriones

Durante décadas, la comunidad científica sostuvo que el ADN de un óvulo fertilizado comenzaba como una masa amorfa, organizándose únicamente cuando el embrión activaba sus genes. Sin embargo, una nueva investigación desafió esta creencia, revelando que el genoma ya se encuentra cuidadosamente organizado en tres dimensiones mucho antes de este paso crítico, conocido como Activación del Genoma Cigótico.

Utilizando una innovadora técnica llamada Pico-C, los investigadores capturaron esta arquitectura oculta del ADN con un detalle sin precedentes, mostrando que un complejo andamiaje se construye temprano para controlar qué genes se activarán más tarde. Este hallazgo fue publicado en la revista Nature Genetics y liderado por el profesor Juanma Vaquerizas y su equipo.

El estudio utilizó la mosca de la fruta (Drosophila), un organismo modelo ampliamente utilizado en la investigación genética. Durante las primeras horas tras la fertilización, el embrión de la mosca divide rápidamente sus núcleos, produciendo miles de células en un corto período. Este ritmo acelerado de desarrollo lo convierte en un sistema ideal para estudiar cómo se organizan y regulan los genomas.

Los investigadores descubrieron que el ADN se pliega y organiza en un patrón modular, permitiendo que diferentes señales regulatorias influyan en regiones específicas del genoma. Esta arquitectura intrincada asegura que la información genética esté preparada y posicionada para su activación en el momento preciso.

La técnica Pico-C no solo proporciona vistas detalladas de la estructura del ADN, sino que también requiere muestras muy pequeñas, aproximadamente diez veces menos material que las técnicas estándar. Esta eficiencia permite investigar cómo el pliegue del ADN moldea la regulación genética y cómo las interrupciones en esta arquitectura pueden contribuir a enfermedades con mayor precisión.

El estudio también exploró las implicaciones en la biología humana. En un estudio complementario publicado en Nature Cell Biology, liderado por la profesora Ulrike Kutay y colaboradores en ETH Zürich, se aplicó la misma estrategia de mapeo de alta resolución a células humanas. Los investigadores examinaron qué ocurre cuando se eliminan los 'anclajes' moleculares que estabilizan la estructura 3D del genoma. Los hallazgos fueron impactantes: cuando este marco estructural se descompone, las células humanas interpretan la ruptura como un ataque viral, activando el sistema inmunológico innato y provocando una falsa alarma que puede llevar a inflamación y enfermedad.

El profesor Vaquerizas afirmó: "Estos dos estudios cuentan una historia completa. El primero nos muestra cómo se construye cuidadosamente la estructura 3D del genoma al inicio de la vida. El segundo nos muestra las consecuencias desastrosas para la salud humana si esa estructura se permite colapsar".

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