El mapa epigenético de una célula al alcance

Las  marcas epigenéticas son etiquetas químicas o proteicas en el ADN que se van añadiendo a lo largo de la vida de una célula y que, sin modificar la secuencia de ADN, proporcionan un registro histórico de las experiencias de la célula, y la influencia del ambiente en ellas, confiriendo en cierta medida, una memoria celular. Estas marcas informan a la célula de qué genes expresar o qué genes deben mantenerse “apagados”. La distribución de estas señales sobre el ADN difiere entre poblaciones celulares o en momentos del desarrollo. De todo ello se deduce que su estudio tiene el potencial de aportar nueva información sobre qué procesos ambientales afectan al desarrollo o a la expresión de genes así como determinar su impacto en las enfermedades o proporcionar claves para el diseño de terapias.

Investigadores del Babraham Institute en colaboración con el Wellcome Trust Sanger Institute Single Cell Genomics Center, en Reino Unido, han desarrollado una técnica para mapear las huellas epigenéticas en el ADN de una célula individual.

El método desarrollado por los investigadores detecta la metilación del ADN, una de las estas marcas epigenéticas, en el genoma de una única célula, basándose en la conocida técnica del bisulfito. Este compuesto transforma los nucleótidos de citosina del ADN no metilados en otros nucleótidos que pueden ser detectados al comparar la secuencia obtenida con la secuencia original. Tras el tratamiento con bisulfito, el ADN se marca y amplifica para su posterior secuenciación mediante técnicas de última generación.

El método está todavía limitado por no poder obtener la total cobertura de metilación del genoma, no obstante los experimentos con ovocitos y células madre embrionarias indican que es preciso y reproducible.

Galvin Kelsey, uno de los directores del trabajo afirma que la capacidad de capturar el mapa completo de marcas epigenéticas de células individuales será crítico para entender de forma absoluta el desarrollo embrionario temprano, la progresión del cáncer y ayudar en el desarrollo de terapias con células madre. “La investigación en epigenética se ha basado principalmente en la utilización de ratón como organismo modelo para estudiar el desarrollo temprano. Nuestro nuevo método de células individuales nos da la capacidad sin precedentes de estudiar procesos epigenéticos en el desarrollo humano temprano, lo que estaba restringido por la limitada cantidad de tejido disponible para su análisis” comenta el investigador.

Con la herramienta presentada en el trabajo, publicado en Nature Methods, se espera ampliar la información sobre cómo los cambios epigenéticos controlan el desarrollo. Las aplicaciones, a largo plazo, pasan por el diseño de tratamientos individualizados para el cáncer o mejoras en las técnicas de reproducción asistida, entre otros.

En paralelo a la publicación del método, dos estudios, publicados en Nature analizan la metilación en embriones humanos durante las primeras fases embrionarias. Ambos estudios, del Broad Institute of MIT and Harvard y la Universidad de Pekín, revelan una pronunciada pérdida de metilación tras la fecundación similar a la observada en otras especies, lo que indica que la reprogramación epigenética tras la fecundación es un proceso conservado.

Es de esperar que la posibilidad de obtener el patrón de  metilación de las células individuales aporte nueva información sobre la reprogramación durante el desarrollo y otros procesos.

Referencias:

Smallwood SA, et al. Single-cell genome-wide bisulfite sequencing for assessing epigenetic heterogeneity. Nat Methods. 2014 Jul 20. doi: 10.1038/nmeth.3035.

Guo H, et al. The DNA methylation landscape of human early embryos. Nature 2014. doi:10.1038/nature13544

Smith ZD, et al. DNA methylation dynamics of the human preimplantation embryo. Nature 2014. doi:10.1038/nature13581

Fuente: http://www.babraham.ac.uk/researchers-develop-new-powerful-single-cell-technique-to-study-environmental-effects-on-dna/

Código epigenético. Imagen: National Institute of General Medical Sciences

Código epigenético. Imagen: National Institute of General Medical Sciences

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1 Response

  1. Carla dice:

    Si lograran sacar el mapa epigenético de una célula madre sería un avance sumamente importante pero bueno como dicen no se hizo Roma en un día, así que tengamos fe en los futuros descubrimientos.

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