El interruptor del 'Yin y Yang' reside en el corazón de las células madre animales
Un interruptor molecular que se transforma entre diferentes versiones de genes podría ser crucial para la conservación de las células madre a través de todas las especies, desde los simples gusanos (planarias) hasta los humanos, según un estudio llevado a cabo por científicos del Centro de Regulación Genómica (CRG), que se publicará en eLife.
Planarias are shown.
Manuel Irimia, CRG.
Las planarias tienen una increíble capacidad de auto-regeneración. Casi cualquier parte de su cuerpo es capaz de auto-regenerarse y convertirse en un nuevo gusano en cuestión de días. En colaboración con Jordi Solana y Nikolaus Rajewsky y otros colegas del Centro Max Delbruck de Medicina Molecular (MDC) en Alemania y la Universidad de Toronto, el investigador y jefe de grupo Manuel Irimia estudió los patrones de actividad de los genes en las células madre de estos inusuales animales.
Descubrieron que estos gusanos 'mezclan y encajan' ciertas partes de sus genes de formas específicas -un proceso conocido como 'corte y empalme' (alternative splicing, en inglés). El mismo análisis de células de gusano que se habían transformado (diferenciado) en tipos de células más específicos reveló una mezcla de diferentes partes de genes.
Observando con más atención, el equipo descubrió que dos familias de moléculas -CELF y MBNL- trabajan como una especie de interruptor del 'yin y yang', haciendo posible que las células se alternen entre diferentes tipos de patrones de 'corte y empalme'. Las moléculas de CELF guían los patrones de los genes de 'corte y empalme' vinculados a la auto-regeneración de células madre, mientras que los factores de MBNL favorecen la diferenciación de las células.
El estudio se sustenta en las investigaciones previas de Irimia que mostraban que las proteínas MBNL y los patrones de 'corte y empalme' son importantes en las células madre embrionarias de humanos y ratones, ya que estas se diferencian en otros tipos de células.
Previamente, los científicos habían descubierto ciertas proteínas, denominadas factores de transcripción, que son importantes para la conservación de células madre embrionarias en mamíferos. Sin embargo, estas moléculas específicas no desarrollan las mismas funciones en las células madre de organismos invertebrados, como son las planarias, las cuales se separaron de los ancestros de los mamíferos hace alrededor de 600 millones de años, lo que sugiere que en términos evolutivos son relativamente nuevas.
"Descubrir que este tipo de mecanismo de 'corte y empalme' existe a través de un amplio espectro evolutivo sugiere que es muy antiguo, y que puede ser igualmente importante que los factores de transcripción para proporcionar a las células madre animales sus propiedades únicas", dice Irimia. "Además, la comprensión sobre cómo este interruptor del 'yin y yang' se transforma y activa patrones específicos de 'corte y empalme' algún día podría dar como resultado métodos mejorados para generar y diferenciar células madre, que podrían usarse en medicina regenerativa."
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