La memoria genética y la proliferación celular contribuyen a la formación de órganos

Un equipo de científicos liderados por el investigador ICREA del IRB Barcelona Marco Milán ha caracterizado un mecanismo de regulación génica que provoca la activación de genes a lo largo de extensos territorios celulares en crecimiento. Según los resultados del trabajo, primero hay un sistema de iniciación que permite la activación de unos genes en una pequeña región en crecimiento. Posteriormente, un mantenimiento de esta activación génica mediante procesos de memoria genética permite extender la utilización de estos genes hacia el resto del territorio. El trabajo, que ha utilizado como modelo de crecimiento el primordio del ala de la mosca Drosophila melanogaster – el que generará el ala adulta -, se publica hoy en la versión online de la revista Development.

Algunas proteínas necesarias para la regulación génica, denominadas factores de transcripción, son finitas y dejan de actuar en determinadas regiones de los organismos para hacerlo en otras. En el caso del gen hedgehog (hh), necesario para la correcta formación del ala de Drosophila, varios factores de transcripción provocan su activación en la región posterior del primordio del ala. El problema surge cuando estos factores de transcripción dejan de funcionar y las nuevas células resultantes del crecimiento tienen que mantener hh en esta región más posterior.

Mediante técnicas genéticas y de biología molecular, los investigadores han descubierto una región contenida en el gen de hh a la que se unen los factores de transcripción durante los primeros estadios del crecimiento del ala. Esta región es la responsable de iniciar la activación génica. Cuando estos factores de transcripción dejan de actuar, entra en acción otra región contenida en el gen de hh a la que se unen otras proteínas que confieren memoria. Según los investigadores, es esta última región la responsable de expandir la activación de hh hacia el resto de células enmarcadas en el eje posterior del primordio. “La coordinación de estas dos regiones permite que hh actúe en la toda la parte posterior del primordio del ala, un extenso territorio compuesto por 20,000 células”, explica Milán.

Los genomas de los seres vivos contienen un gran número de estas regiones de iniciación y mantenimiento. “Estos datos sugieren que posiblemente no se trate de un mecanismo único, sino que sea utilizado por otros genes en distintos contextos”, afirma Milán. “Incluso, este mecanismo de regulación génica podría tener una estrecha relación con enfermedades ligadas a división celular como el cáncer”.

Artículo de referencia:
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]