Resuelto uno de los grandes misterios de la replicación del ADN

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Dentro de la genética, todavía existe un misterio: como el ADN regula su propia replicación. Ahora, usando tecnología de punta, un equipo de investigadores estadounidenses ha descubierto detalles cruciales que ayudan a revelar este enigma biológico. Los resultados han sido publicados en Cell.

"Ha sido todo un misterio", dice el biólogo molecular David Gilbert de la Universidad Estatal de Florida. "La replicación pareció resistente a todo lo que intentamos hacer para perturbarla. La hemos descrito en detalle, hemos demostrado que cambia en diferentes tipos de células y que es alterada por las enfermedades. Pero hasta ahora, no hemos podido encontrar esa pieza final, los elementos de control o las secuencias de ADN que la controlan".

El momento exacto 

En este complejo proceso, el tiempo es crítico. Sin embargo, jugar con las proteínas reguladoras no parece hacer una gran diferencia, lo que indica que el ritmo preciso detrás de la replicación tiene más que ver con la molécula de ADN actuando sobre sí misma.

Para descubrir la arquitectura química que gobierna el momento de la replicación del ADN, Gilbert y su equipo recurrieron a la herramienta CRISPR para eliminar los cromosomas de ratón y determinar qué factores marcaron la diferencia.

Gilbert usó la famosa herramienta de edición genética para atacar una variedad de estructuras dentro de la arquitectura de ADN de las células madre embrionarias de ratón, cambiándolas o eliminándolas por completo.

El enfoque inicial se centró en los sitios de unión para una proteína llamada factor de unión CCCTC (CTCF). Esta proteína ayuda a regular todo el proceso de transcripción, haciéndola un lugar natural para buscar ubicaciones que gobiernen las operaciones más espaciotemporales del ADN. Sin embargo, los pequeños retoques tuvieron poco efecto en el tiempo real de los procesos de replicación.

Análisis 3D

Entonces, el equipo realizó un análisis 3D de alta resolución de los sitios de contacto que el ADN estaba haciendo consigo mismo y pudo determinar qué "dedos" estaban en acción. Específicamente, identificaron varias ubicaciones clave fuera de los límites asociados a CTFC. Romperlos causó caos: se cambió el tiempo de replicación, se debilitó la arquitectura del ADN y se perdió la transcripción.

"La eliminación de estos elementos cambió el tiempo de replicación del segmento desde el principio hasta el final del proceso", dice Gilbert. "Este fue uno de esos momentos en los que solo un resultado te sorprende", agregó.

Sus resultados abren el camino a nuevas investigaciones sobre salud y patología. Al identificar los mecanismos responsables de la sincronización de la replicación del ADN, los investigadores pueden descubrir procesos que dan lugar a ciertas enfermedades. "Si duplicas en un lugar y momento diferente, podrías ensamblar una estructura completamente diferente", dice Gilbert.

El 2018, sin duda ha sido el año de la edición genética. Desde la modificación de plantas, hasta de seres humanos, estas son las 10 noticias más importantes sobre la polémica técnica CRISPR.


Victor Román
Esta noticia ha sido publicada originalmente en N+1, ciencia que suma.

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