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jueves, 12 de agosto de 2010

La regulación epigenética de la función cerebral

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La regulación epigenética de la función cerebral

Posted by emulenews en 6 Agosto 2010
Hay muchos genes que regulan como funciona tu cerebro, como piensas. Algunos provienen de mamá y otros de papá. Ellos no pueden influir en lo que piensas, pero influyeron en como lo haces. Más aún, marcas epigenéticas determinan si tus genes expresan alelos provenientes de papá o de mamá. Además, depende de la etapa del desarrollo, del tipo de célula y de otros factores. Cuando yo estudié todo era más fácil. Un gen tiene dos alelos, uno dominante A y otro recesivo a. Papá y mamá son AA, Aa o aa. Si papá y mamá son ambos Aa, el 25% de los hijos será aa y presentará el carácter recesivo. La epigenética (la parte de la herencia no transmitida por el ADN sino por los elementos químicos que le acompañan en el óvulo y el esperma) lo ha complicado todo en extremo. En el desarrollo temprano de las células germinales muchos genes reciben marcas epigenéticas. A veces estas marcas suprimen la expresión de un alelo de mamá y por tanto solo se expresa el alelo de papá, incluso si es recesivo. En otros casos, al contrario. La expresión de un mismo gen en un hijo es diferente si proviene de papá o de mamá.  El resultado es que la regulación epigenética de la expresión génica en los hijos es muy compleja y solo estamos empezando a entenderla. Dos artículos de Christopher Gregg (Universidad de Harvard) et al. en Science rozan la superficie de la influencia de la epigenética en la regulación de la función cerebral, un campo emergente que dará mucho que hablar en los próximos años.  Nos lo cuenta magistralmente Lawrence S. Wilkinson, “Developmental Biology: Which Parental Gene Gets the Upper Hand?,” Perspectives, Science 329: 636-637, 6 August 2010, haciéndose de eco del doblete de artículos técnicos de Christopher Gregg et al., “High-Resolution Analysis of Parent-of-Origin Allelic Expression in the Mouse Brain,” Science 329: 643-648, 6 August 2010, y Christopher Gregg et al., “Sex-Specific Parent-of-Origin Allelic Expression in the Mouse Brain,” Science 329: 682-685, 6 August 2010.
Ambos estudios de Gregg et al. utilizan una “nueva generación” de métodos de secuenciación genómica de alta resolución que permiten la determinación del transcriptoma (todas las moléculas del ARN transcrito a partir de un genoma) en los tejidos del cerebro de un ratón. Su método permite identificar si la expresión de un gen corresponde al alelo parental masculino o al femenino. ‘El primero resultado que destaca Wilkinson es la gran cantidad de genes expresados en el cerebro que muestran  el sesgo parental (más de 1300 proteínas y ARN no codificantes, es decir, diez veces más de lo que se esperaba encontrar). ¿Por qué nadie se había dado cuenta hasta ahora de que estos genes estaban marcados epigenéticamente? Wilkinson apunta a que ha sido necesario utilizar las últimas técnicas de secuenciación genómica de alta resolución para descubrirlo.
El cerebro de los mamíferos es muy complejo en términos de su desarrollo, conectividad y composición celular. El trabajo de Gregg et al. muestra que también es muy complejo a nivel de expresión génica de genes marcados epigenéticamente. Algunos genes marcados solo muestran el sesgo parental en la expresión de uno de sus alelos en determinadas fases del desarrollo, mientras que otros lo muestran solo en ciertos tipos celulares, presentando expresión de ambos alelos parentales en otras partes del cerebro, o incluso en función del sexo de la persona. Algunas improntas genómicas se expresan de forma selectiva entre los hijos y las hijas. Los resultados revelan un nivel complejidad del todo inesperado.
La gran pregunta que nos hacemos todos en relación al trabajo de Gregg et al. sobre la regulación epigenética de la función cerebral en ratones es en qué grado estos resultados son relevantes para los seres humanos. Según Wilkinson, la única respuesta posible es que la impronta genómica también tiene un papel importante en la función cerebral y en el comportamiento humano. Una nueva visión sorprendente sobre el papel y la importancia de las influencias de los padres sobre la expresión genética en nuestro cerebro que se espera que llegue a ayudar en la etiología (las causas) de los trastornos cerebrales complejos,como el autismo y la esquizofrenia.
PS (11 agosto 2010): También se hacen eco del artículo de Gregg et al. en Nature, en concreto Eric B. Keverne, “Neuroscience: A mine of imprinted genes,” News and Views, Nature 466: 823–824, 12 August 2010.

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