El genoma humano contiene más de 4,5 millones de secuencias de ADN llamados “elementos transponibles”, estas entidades similares a virus que “saltan” y ayudan a regular la expresión génica. Lo hacen al unirse a factores de transcripción, que son proteínas que regulan la velocidad de transcripción del ADN a ARN, que influye en la expresión génica en una amplia gama de eventos biológicos.
Ahora, un equipo internacional de científicos dirigido por Didier Trono en EPFL ha descubierto que los elementos transponibles juegan un papel importante en influir en el desarrollo del cerebro humano. El estudio se publica en Avances científicos.
Los científicos descubrieron que los elementos transponibles regulan el desarrollo del cerebro al asociarse con dos proteínas especializadas de la familia de proteínas conocidas como “proteínas con dedos de zinc que contienen cajas asociadas a Krüppel, o KZFPs”. En 2019, otro estudio dirigido por Trono mostró que los KZFP domesticaron la actividad reguladora de los elementos transponibles en los primeros días de vida del feto. Sin embargo, sospecharon que estas secuencias reguladoras se volvieron a encender posteriormente para orquestar el desarrollo y la función de los órganos adultos.
Los investigadores identificaron dos KZFP como específicos solo de primates y encontraron que se expresan en regiones específicas del cerebro humano en desarrollo y adulto. Además, observaron que estas proteínas seguían controlando la actividad de los elementos transponibles, al menos en neuronas y organoides cerebrales cultivados en el laboratorio. Como resultado, estos dos KZFP influyeron en la diferenciación y el perfil de neurotransmisión de las neuronas, y protegieron a estas células contra las respuestas inflamatorias que de otro modo se desencadenarían si sus elementos transponibles diana se dejaban sin expresar.
“Estos resultados revelan cómo dos proteínas que aparecieron solo recientemente en la evolución han contribuido a dar forma al cerebro humano al facilitar la cooptación de elementos transponibles, estas entidades parecidas a virus que han ido remodelando nuestro genoma ancestral desde los albores de los tiempos”, dice Didier Trono. “Nuestros hallazgos también sugieren posibles mecanismos patogénicos para enfermedades como la esclerosis lateral amiotrófica u otros trastornos neurodegenerativos o del neurodesarrollo, lo que proporciona pistas para la prevención o el tratamiento de estos problemas”.
Referencia: “Las proteínas de dedo de zinc KRAB restringidas por primates y los retrotransposones diana controlan la expresión génica en las neuronas humanas” por Priscilla Turelli, Christopher Playfoot, Dephine Grun, Charlène Raclot, Julien Pontis, Alexandre Coudray, Christian Thorball, Julien Duc, Eugenia V. Pankevich, Bart Deplancke, Volker Busskamp y Didier Trono, 28 de agosto de 2020, Avances científicos.
DOI: 10.1126 / sciadv.aba3200
