La memòria genètica i la proliferació cel·lular contribueixen a la formació d'òrgans

Un equip de científics liderats per l'investigador ICREA de l'IRB Barcelona Marco Milán ha caracteritzat un mecanisme de regulació gènica que provoca l’activació de gens en amplis territoris cel·lulars en creixement. Segons els resultats del treball, primer hi ha un sistema d'iniciació que permet l'activació d'uns gens en una petita regió en creixement. Posteriorment, el manteniment d'aquesta activació gènica mitjançant processos de memòria permet estendre la utilització d'aquests gens cap a la resta del territori. El treball, que ha utilitzat com a model de creixement el primordi de l'ala de la mosca Drosophila melanogaster - el que generarà l'ala adulta -, es publica avui a la versió online de la revista Development.

Algunes proteïnes necessàries per a la regulació gènica, anomenades factors de transcripció, són finites i deixen d’actuar en unes regions dels organismes per poder fer-ho en altres. En el cas del gen hedgehog (hh), necessari per a la correcta formació de l’ala de Drosophila, alguns factors de transcripció provoquen la seva activació en la regió posterior del primordi de l’ala. El problema sorgeix quan aquests factors de transcripció deixen de funcionar i les noves cèl·lules resultants del creixement han d’activar hh en aquesta regió més posterior.

Mitjançant tècniques genètiques i de biologia molecular, els investigadors han descobert una regió del gen hh on s’uneixen els factors de transcripció durant les fases més primerenques del creixement de l’ala. Aquesta regió és la responsable d'iniciar l’activació gènica. Quan aquests factors de transcripció deixen d’actuar, una altra regió del gen hh s’activa mitjançant la unió de proteïnes que confereixen memòria. Segons els investigadors, aquesta última regió és la responsable de provocar l’activació del gen hh en tot l'eix posterior del primordi. "La coordinació d'aquestes dues regions permet que hh actuï a la part posterior del primordi de l'ala, un extens territori format per 20,000 cèl·lules", explica Milán.

Els genomes dels éssers vius contenen un gran nombre d’aquestes regions d’iniciació i manteniment. "Aquestes dades suggereixen que possiblement no es tracti d’un mecanisme únic, sinó que és possible que altres gens també l’utilitzin en diferents contexts", afirma Milán. "Fins i tot, aquest mecanisme de regulació gènica podria tenir una estreta relació amb malalties relacionades amb divisió cel·lular com el càncer".

Article de referència:
Enhancer-PRE communication contributes to the expansion of gene expression domains in proliferating primordia.
Pérez L, Barrio L, Cano D, Fiuza UM, Muzzopappa M, Milán M.
Development (2011). [doi: 10.1242/dev.065599]