Estudios anteriores demuestran la existencia de proteínas capaces de abrir zonas de la cromatina para permitir que otras proteínas se unan a los genes y puedan regular su expresión

Un complejo mecanismo genético presente en cáncer resulta ser habitual en la reproducción de las levaduras

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La expresión de los genes en las células depende de la unión de ciertas proteínas a las regiones del ADN que contienen los genes en cuestión. Este ADN, sin embargo, se encuentra muy compactado en el núcleo celular, formando una compleja estructura llamada cromatina, de difícil acceso para las proteínas encargadas de regular la expresión génica.

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UPF / Estudios anteriores demuestran la existencia de proteínas capaces de abrir zonas de la cromatina para permitir que otras proteínas se unan a los genes y puedan regular su expresión. Es el caso de FOXA1, una proteína que actúa en ciertos tipos de cáncer de mama permitiendo la expresión del receptor de estrógeno gracias a su capacidad de “abrir” la cromatina. Actualmente FOXA1 es utilizado en medicina como marcador de cáncer de mama, ya que juega un papel crucial en la estimulación estrogénica.

Dependiendo de las condiciones que las rodean, las levaduras pueden escoger reproducirse de una forma u otra

Según una investigación liderada por José Ayté, coordinador del programa de Medicina Molecular del Departamento de Ciencias Experimentales y de la Salud (DCEXS) de la Universidad Pompeu Fabra (UPF), y en la que también participan Isabel Alves y Elena Hidalgo (UPF) y Roderic Guigó, investigador del Centro de Regulación Genómica (CRG) y profesor asociado de la UPF, la levadura Schizosaccharomyces pombe expresa una proteína que puede actuar como represor génico y también como “abrelatas” de la cromatina para permitir la activación génica. La proteína en concreto, Fkh2, tiene un peso importante en la reproducción de esta levadura.

Dependiendo de las condiciones que las rodean, las levaduras pueden escoger reproducirse de una forma u otra. Así, en situaciones de exceso de nutrientes, S. pombe se multiplica de forma exponencial mediante la reproducción por mitosis, obteniendo dos células hijas idénticas. Por el contrario, en situaciones de escasez, esta levadura opta por dividirse por meiosis, obteniendo cuatro células hijas. Este ciclo celular especializado se conoce como meiosis y en organismos multicelulares produce gametos (óvulos y espermatozoides), mediante la reducción del contenido génico a la mitad. En humanos, se estima que al menos el 10% de los embarazos tienen defectos que probablemente ocurrieron durante la meiosis de cualquiera de los dos gametos, produciendo como consecuencia un aborto involuntario.

Los tres investigadores de la UPF

Los tres investigadores de la UPF

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Este ciclo celular requiere de un programa de expresión génica específico de meiosis, de forma que existen una serie de genes que sólo se expresan durante este proceso. Esta investigación demuestra el papel dual que tiene la proteína Fkh2 en la división de la levadura S. pombe, indicando su implicación como represor de la expresión génica durante mitosis y meiosis.

Según el estudio, que aparece en la revista Cell Reports, Fkh2 se une a genes pro-meióticos y los mantiene inhibidos hasta que la meiosis comienza, momento en que Fkh2 se despega de ellos y permite la actuación de la proteína Mei4, que los activará desencadenando la progresión del ciclo meiótico. Este estudio saca a la luz que la proteína Fkh2, además de marcar los genes a los que tendrá que unirse Mei4, actúa tal y como lo hace FOXA1 en el cáncer, abriendo la cromatina y permitiendo la posterior unión de Mei4.

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Artículo de referencia:

Isabel Alves-Rodrigues, Pedro G. Ferreira, Alberto Moldón, Ana P. Vivancos, Elena Hidalgo, Roderic Guigó , José Ayté.  Spatiotemporal Control of Forkhead Binding to DNA Regulates the Meiotic Gene Expression Program. Cell Reports 14, Febrer 2016. DOI: 10.1016/j.celrep.2015.12.074

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