Un estudio con participación del CSIC muestra el impacto en la cognición y fisiología neuronal de dichas modificaciones. El trabajo identifica genes relevantes en trastornos neuro-psiquiátricos que podrían ser sensibles a esta regulación
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Martes 22 de julio de 2014 | CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES CIENTÍFICAS
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Un trabajo en el que han participado investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha determinado por primera vez el impacto de las alteraciones en la estructura tridimensional de la cromatina neuronal (el complejo de ADN y proteínas que protege la información genética y permite que se exprese de forma adecuada) en la función neuronal y el comportamiento animal. El estudio ha sido publicado en la revista Nature Communications.
El interior del núcleo celular tiene una estructura muy organizada en la que varias regiones del genoma interaccionan para generar sub-estructuras con funciones diferenciadas, según explican los investigadores. La arquitectura nuclear puede tener especial relevancia en el caso de las neuronas porque estas células viven muchos años y nunca se replican, por lo que la formación de algunas de estas estructuras es probablemente irreversible. En el núcleo neuronal, las regiones de la cromatina que no se expresan están empaquetadas formando estructuras características. Aunque la función de estas sub-estructuras es desconocida, sus características sugieren que son fisiológicamente relevantes.
El interior del núcleo celular tiene una estructura muy organizada en la que varias regiones del genoma interaccionan para generar sub-estructuras con funciones diferenciadas, según explican los investigadores. La arquitectura nuclear puede tener especial relevancia en el caso de las neuronas porque estas células viven muchos años y nunca se replican, por lo que la formación de algunas de estas estructuras es probablemente irreversible. En el núcleo neuronal, las regiones de la cromatina que no se expresan están empaquetadas formando estructuras características. Aunque la función de estas sub-estructuras es desconocida, sus características sugieren que son fisiológicamente relevantes.
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| Reconstrucción 3D de la cromatina en una neurona de un animal control (izquierda) y en la cepa mutante (derecha), donde las regiones de heterocromatina aparecen más relajadas y desorganizadas |
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El investigador del CSIC Ángel Barco explica: “nuestro trabajo se ha basado en la utilización de técnicas genéticas para interferir con las estructuras heterocromáticas del núcleo celular y provocar la desorganización del interior nuclear en neuronas maduras del cerebro anterior. El estudio revela que, inesperadamente, la pérdida de estas estructuras no causa la muerte de las neuronas sino que está asociada con cambios en la expresión de genes y fisiológicos muy específicos, incluyendo cambios en la función serotoninérgica (señalización por el neurotransmisor serotonina) que juega un papel clave en la depresión y ansiedad, y ha sido relacionada con el autismo, la esquizofrenia y otros trastornos del sistema nervioso. Hemos podido observar que los animales del estudio presentaban graves alteraciones de la conducta”.
Los resultados publicados demuestran que la organización tridimensional de la cromatina neuronal proporciona un nuevo y aún poco comprendido mecanismo para la regulación de la expresión génica que desempeña un papel fundamental en la función neuronal, añade el investigador.
El estudio también identifica algunos genes asociados con enfermedades neuro-psiquiátricas que parecen ser particularmente sensibles a regulación epigenética (mecanismos de regulación de la expresión génica que están "por encima" de la genética, es decir independientes de la secuencia del ADN) a través de cambios en la arquitectura de la cromatina.
En el trabajo también han colaborado investigadores de la Universidad de Castilla-La Mancha, la Estación Experimental Aula dei del CSIC y del Instituto Nencki de Varsovia.
Los resultados publicados demuestran que la organización tridimensional de la cromatina neuronal proporciona un nuevo y aún poco comprendido mecanismo para la regulación de la expresión génica que desempeña un papel fundamental en la función neuronal, añade el investigador.
El estudio también identifica algunos genes asociados con enfermedades neuro-psiquiátricas que parecen ser particularmente sensibles a regulación epigenética (mecanismos de regulación de la expresión génica que están "por encima" de la genética, es decir independientes de la secuencia del ADN) a través de cambios en la arquitectura de la cromatina.
En el trabajo también han colaborado investigadores de la Universidad de Castilla-La Mancha, la Estación Experimental Aula dei del CSIC y del Instituto Nencki de Varsovia.
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||| Referencia |||
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Magalska A, Alcaraz-Iborra M, Lopez-Atalaya JP, Rovira V, Contreras-Moreira B, Lipinski M, Olivares R, Martinez-Hernandez J, Ruszczycki B, Lujan R, Geijo-Barrientos E, Wilczynski G y Barco.Loss of neuronal 3D chromatin organization causes transcriptional and behavioral deficits related to serotonergic dysfunction. Nature Communications.DOI: 10.1038/ncomms5450
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