Las células se reprograman en 24 horas

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Nature (Abril 19, 2002)

Las células naturalmente borran la marca de sus células madre en 24 horas, dicen los expertos en clonado.  El mecanismo que gobierna esto podría explicar la forma en que los clones animales y stem cells son reprogramadas.

No todos los genes nacen iguales.  En los mamíferos, algunos genes realizan lo que se conoce como “imprinting”: las células solo activan una copia del gen heredado o de la madre o del padre, pero no ambos.

Este sello sobre uno de los genes debe ser borrado y reescrito en las células germinales, óvulo y espermatozoide, para que sean correctamente categorizadas como hembras o machos cuando se fusionen para formar la próxima generación.

La deleción ocurre en aproximadamente un día, según han demostrado Fumitoshi Ishino y sus colegas del Tokyo Institute of Technology en Yokohama, Japón.  Aun mientras crece un embrión, las células destinadas a formar los ovarios y testículos deben borrar los patrones establecidos de actividad génica.

El descubrimiento comienza a revelar como las células rescriben su historia, explica Azim Surani del Wellcome/CRC Institute en Cambridge, UK.   

Capacidad de Programación

Horas luego de la fertilización, el óvulo y espermatozoide rescriben sobre su ADN con instrucciones para formar un embrión mientras que el imprinting permanece intacto.  Se cree que la razón por la cual los mamíferos clonados mueren a una edad temprana o tienen problemas de salud se debe en parte a que esta reprogramación está incompleta.

Una parte de la maquinaria celular que borra los imprints podría estar encargada de la reprogramación, dice Wolf Reik, que estudia estos fenómenos en el Babraham Institute en Cambridge, UK. 

Una vez encontradas, las moléculas involucradas podrían ser alteradas para mejorar la eficiencia de la clonación.  Similarmente, las stem cells adultas podrían ser manipuladas para rescribir sus instrucciones normales y generar tipos celulares atípicos.     

El equipo de Ishino cree que, bajo ciertas condiciones, el imprint en  el ADN de una célula de donante es transmitido sin afectarse al clon.  Usaron esto para estudiar cuando el imprinting nuclear es eliminado en un embrión en crecimiento.

El grupo creo clones a partir de las células que iban a generar ovarios y testículos en embriones de ratones.  Tomaron las células a diferentes tiempos del desarrollo del embrión.  Las células tomadas luego de la eliminación del imprinting daban lugar a clones que morían muy rápido.  Mientras que los clones de las células que todavía tenían algunos imprintings vivían más tiempo.   

Los investigadores concluyeron que a mitad de camino durante el crecimiento de un embrión, los genes pierden su sello que determina si provienen de la madre o el padre y se hacen todos iguales en un día.  Las marcas químicas que los diferenciaban son removidas de los genes, una por una para hacer que la actividad de ambas copias sea la misma.

La velocidad sugiere que el patrón de imprinting es eliminado activamente , dice Reik, en vez de perderse pasivamente durante las divisiones celulares.

Los experimentos también se suman a la evidencia de que los embriones no pueden sobrevivir sin un imprinting correcto.  “Los clones que no tienen información de los padres no sobreviven a término,”dice Ishino.  Similarmente, los embriones que contienen dos copias de los genes maternos o paternos no pueden sobrevivir.