Nuevo enfoque basado en virus para medir variaciones en elementos reguladores de genes

Científicos de la Universidad de Tohoku en Japón han desarrollado un enfoque basado en virus para medir los cambios en los elementos reguladores de genes, llamados factores de transcripción, a medida que cambian las condiciones en los organismos vivos. La investigación, publicada en la revista iScience, ayudará a los científicos a comprender mejor la regulación genética, con implicaciones para comprender cómo se desarrollan las enfermedades y qué se puede hacer para tratarlas.

Los factores de transcripción regulan directamente la copia del código de ADN en ARN, el proceso que conduce a la formación de proteínas. También juegan un papel central en el establecimiento de la función e identidad celular. Pero, hasta ahora, no había forma de medir su actividad en los organismos vivos. Nuestro estudio informa de un nuevo método para cuantificar la actividad de varios factores de transcripción “in vivo”.

Kentaro Abe, biólogo del desarrollo y neurocientífico de la Universidad de Tohoku

El enfoque implica infectar células con virus, cada uno con una secuencia de ADN, llamada secuencia de unión del factor de transcripción (TFBS), que se activa cuando se une a su factor de transcripción complementario. Los investigadores eligieron TFBS que se unen a uno de los 56 factores de transcripción diferentes. El proceso de unión activa otro gen transportado por el virus, que le indica a la célula que produzca proteínas fluorescentes, lo que indica que un factor de transcripción específico está activo en la célula. Luego, las proteínas fluorescentes se miden con una prueba de PCR.

Los científicos primero probaron su enfoque infectando diferentes tipos de células en placas de Petri con los virus, cada uno con un TFBS diferente. Descubrieron que diferentes factores de transcripción estaban activos en cada tipo de célula. También descubrieron que podían alterar el perfil del factor de transcripción de cada tipo de célula tratándolas con diferentes fármacos.

Luego, los investigadores inyectaron sus virus en los cerebros de embriones de ratón de 15 días y les permitieron desarrollarse y nacer. Los ratones se dividieron a la edad de 8 a 12 meses en tres grupos. El primer grupo fue trasladado a jaulas más grandes y cómodas con juguetes poco antes de ser sacrificado. El segundo grupo se colocó en agua durante 12 minutos dos días seguidos, donde se les obligó a nadar. El tercer grupo se quedó intacto en su jaula de origen. Los científicos analizaron el cerebro y encontraron una diferencia significativa en el perfil de los factores de transcripción entre los tres grupos de ratones.

“Sobre la base de nuestro enfoque, ahora estamos tratando de analizar cuantitativamente cómo cambia la actividad del factor de transcripción con diversas condiciones fisiológicas, incluido el desarrollo, el aprendizaje, los cambios en el estilo de vida, el estrés y la progresión de la enfermedad”, dice Abe. “Estos análisis ayudarán a identificar los factores de transcripción responsables del cambio plástico en los organismos y allanarán el camino para comprender sus mecanismos moleculares”.