El genoma humano en 3D

Desplegado, el genoma humano tendría unos seis pies de ADN. Sorprendentemente, todo ese largo está enrollado en el núcleo de una célula de unos tres micrómetros de diámetro; aproximadamente, un tercio del ancho de un cabello humano.

Una nueva tecnología que permite evaluar las interacciones en tres dimensiones entre diferentes partes del genoma ha desvelado cómo están estas moléculas en un espacio tan diminuto. Los resultados podrían dar lugar también a nuevas pistas sobre la regulación del genoma: cómo se activan y desactivan genes específicos.

Aunque anteriormente los científicos han sido capaces de resolver la estructura tridimensional de las partes del genoma, este nuevo estudio es el primero en hacerlo en la escala del ancho del genoma. “Nuestra tecnología es una especie de IRM para genomas”, señala Erez Lieberman-Aiden, investigador de la Harvard-MIT Division of Health Sciences and Technology y uno de los autores de un nuevo artículo que detalla el trabajo.

El ADN tiene múltiples niveles de organización: la secuencia lineal de bases, su famosa estructural helicoidal y formaciones de orden superior que lo envuelven alrededor de la proteínas y lo enrollan para formar los cromosomas; pero identificar cómo está organizado el ADN en estos niveles superiores a lo largo del genoma ha sido complicado. “Tenemos la secuencia lineal completa del genoma, pero nadie sabe siquiera los principios de cómo está organizado el ADN en el espacio de orden superior”, señala Tom Misteli, científico del National Cancer Institute, de Bethesda, Maryland, quien no participó en el estudio.

Un fondo cada vez más amplio de investigaciones muestra también que esta organización es fundamental para regular la actividad genética. Por ejemplo, los genes se deben desenrollar previamente a su transcripción en proteínas. Y algunos genes se activan solo cuando se enlazan a secuencias de ADN en cromosomas totalmente diferentes, señala Misteli.

En un nuevo método, llamado Hi-C, los científicos utilizan primero un conservante como el formaldehído para fijar la estructura tridimensional de una molécula de ADN en su lugar. De este modo, las secuencias de los genes que están próximos entre sí en la estructura tridimensional, pero no necesariamente adyacentes en la secuencia lineal, se enlazan entre sí. El genoma fijado se divide, a continuación, en un millón de trozos utilizando una enzima que corta el ADN. Pero los segmentos de ADN que se unieron durante el proceso de fijación permanecen unidos.

Fuente: Technology Review