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Modelo tridimensional de cromatina. La cromatina es el conjunto formado
por la secuencia de ADN (los genes) y las histonas, unas proteínas que
empaquetan el ADN para formar los cromosomas. Imagen de Stem Cell School
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Un grupo de investigadores del CSIC en el Centro de Investigación en
Agrigenómica (CRAG) ha descrito un nuevo mecanismo de regulación del
reloj circadiano, esencial para la expresión de los genes de plantas. El
resultado se acaba de publicar en la revista Proceedings of the National
Academy of Sciences (PNAS).
Tal mecanismo se basa en cambios de la estructura de la cromatina.
”Hemos visto, dice Paloma Mas, investigadora del Consejo Superior de
Investigaciones Científicas (CSIC) y coordinadora del trabajo, “que la
activación de los genes circadianos viene determinada por los cambios en
el grado de compactación de la cromatina en los promotores de estos
genes”.
La cromatina es el conjunto formado por la secuencia de ADN (los genes)
y las histonas, unas proteínas que empaquetan el ADN para formar los
cromosomas. Hasta no hace mucho, se pensaba que la expresión de los
genes dependía exclusivamente de sus secuencias reguladoras. Sin
embargo, investigaciones en diversos ámbitos de investigación han
demostrado que también es muy importante la estructura de la cromatina,
es decir, cómo está empaquetado el ADN con las histonas. Es lo que se
denomina código epigenético, las instrucciones que no están contenidas
en la secuencia del ADN.
El equipo de Paloma Mas ha sido capaz de identificar las marcas
específicas en las histonas responsables del mayor o menor grado de
compactación de la cromatina en los genes circadianos. El estudio
también muestra la enzima responsable de regular esas marcas.
El hallazgo es relevante al tratarse de uno de los primeros mecanismos
de regulación epigenética de los genes circadianos identificados en
plantas. Los investigadores han visto que para que se exprese o reprima
un gen circadiano, es importante “si está más o menos compactada la
cromatina en los promotores de esos genes, mediante un proceso que a su
vez está controlado por el reloj biológico”. Además de Paloma Mas, los
otros firmantes del trabajo son los investigadores post-doctorales Jordi
Malapeira y Lucie Crhak Khaitova.
La epigenética es un ámbito prometedor, ya que puede explicar porqué a
veces dos secuencias de ADN idénticas dan resultados diferentes, así
como la influencia del medio ambiente en la expresión de los genes.
En el caso de las plantas, estas tienen un ritmo biológico con un
periodo de 24 horas, sincronizado con los cambios medioambientales que
ocurren durante el día y la noche. En respuesta a esos cambios, las
plantas expresan genes que regulan procesos esenciales en la planta
tales como la germinación, el crecimiento, floración o respuestas a
condiciones medioambientales de estrés.
Recientemente, este mismo equipo demostró la función de TOC1, una
proteína esencial en el reloj circadiano. El estudio, publicado en la
revista Science, mostraba el papel de TOC1 como un represor global de
los genes circadianos (y no como un activador, tal y como se creía
previamente).
Para investigar el reloj biológico de las plantas se emplean las
cámaras climáticas de laboratorio, capaces de simular todas las
condiciones climatológicas posibles, tales como: humedad, frio, calor,
radiación solar, concentraciones de CO2 variables, etc.
Fuente: CSIC Diciembre 2012.
El Centro de Investigación en Agrigenómica (CRAG) es un consorcio
público formado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas
(CSIC), el Institut de Recerca i Tecnologia Agroalimentàries (IRTA), la
Universidad Autónoma de Barcelona (UAB), y la Universidad de Barcelona
(UB).
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