Los científicos revelan que una falla en el proceso que copia el ADN durante la división celular puede causar cambios epigenéticos que pueden heredarse hasta por cinco generaciones. También identificaron la causa de estos cambios epigenéticos, que está relacionada con la pérdida de un mecanismo molecular encargado de silenciar genes. Sus resultados, que se publicarán en Science Advances el 16 de agosto, cambiarán la forma en que pensamos sobre el impacto del estrés de replicación en el cáncer y durante el desarrollo embrionario, así como su herencia intergeneracional.
La división celular es clave para renovar las células de nuestros tejidos y órganos. Hay dos procesos particulares en los que la división celular es crucial: el desarrollo embrionario y la tumorigénesis. Una falla en el proceso que copia el ADN durante la división celular puede causar cambios genéticos, por lo que la replicación defectuosa del ADN es un sello bien conocido del cáncer y un impulsor de la inestabilidad genómica.
Ahora, científicos del Centro de Regulación Genómica (CRG) en colaboración con el Instituto de Investigación contra la Leucemia Josep Carreras (IJC) y el Instituto de Investigación en Ciencias de la Salud Germans Trias i Pujol (IGTP) han descubierto que la alteración de la replicación del ADN también puede provocar grandes cambios epigenéticos . Su estudio, que se realizó en gusanos (el organismo modelo Caenorhabditis elegans), sugiere que estas alteraciones epigenéticas en todo el genoma establecen nuevos estados de expresión génica que pueden heredarse hasta por cinco generaciones. Este es un ejemplo sorprendente de herencia transgeneracional de cambios epigenéticos, lo que significa que dos individuos pueden diferir en la expresión génica solo por el estrés experimentado por sus antepasados.
Los investigadores, dirigidos por el profesor de investigación ICREA y líder de grupo en el CRG Ben Lehner, también identificaron el mecanismo que causa estos cambios epigenéticos. “Para el correcto funcionamiento de las células y en definitiva la salud del organismo, es importante mantener ciertos genes activos y otros silenciados. En el interior de las células existen unos complejos ADN-proteína llamados heterocromatina que impiden que los genes se activen cuando no deberían. Inicialmente, notamos que un gen insertado artificialmente en el genoma del gusano y normalmente silenciado por heterocromatina se activaba en animales que portaban mutaciones en proteínas involucradas en la copia del ADN», explica Tanya Vavouri, exalumna de CRG, actualmente líder de grupo en IJC e IGTP y coautora de este estudio. «Descubrimos que esto fue causado por la pérdida de heterocromatina y que también se activaron otros genes silenciados por la heterocromatina. Inesperadamente, el gen se activó de manera inapropiada durante cinco generaciones en animales que no portaban la mutación en la replicación del ADN pero tenían antepasados que sí la tenían. » ella agrega.
«Nuestros resultados muestran que la replicación alterada del ADN no solo causa alteraciones genéticas, sino también cambios epigenéticos en todo el genoma que pueden heredarse de forma estable», dice Ben Lehner, autor principal del artículo. Una pregunta importante en epigenética es hasta qué punto los estados epigenéticos se transmiten entre generaciones. Lehner y sus colaboradores están abordando esta y otras preguntas desde muchos ángulos diferentes. Anteriormente informaron que algunos cambios en la expresión génica inducidos por la temperatura también pueden heredarse entre generaciones. «Esperamos que nuestro trabajo cambie la forma en que la gente piensa sobre el impacto del estrés de replicación durante la tumorigénesis y el desarrollo embrionario, así como sobre la herencia intergeneracional», concluye.
