Al imaginar una cadena de ADN, muchos pensaríamos en la doble hélice que va girando en el sentido de las agujas del reloj. Sin embargo, a nivel molecular la imagen se parece más bien a un largo collar de perlas, donde cada una de estas esferas representa un “nucleosoma”, un conjunto de proteínas alrededor de la cual se enrolla la cadena de ADN.

Estudiar la regulación de la expresión de los genes en el contexto de los nucleosomas ha representado un gran desafío para la ciencia. La presencia de los nucleosomas crea una barrera que impide que la maquinaria molecular encargada de la expresión de los genes, pueda acceder a las secuencias del ADN que los regulan. Para que ocurra tal acceso, estas “perlas” deben ser movidas de sus posiciones en el ADN, tarea que está a cargo de unas proteínas llamadas “remodeladores”.

“La dirección en la que estas perlas sean movidas por el ADN no da lo mismo, y, hasta ahora, se desconocía cómo estos remodeadores podían identificar la dirección en la cual deben mover los nucleosomas”, señaló el académico de la Facultad de Ciencias Biológicas de la Universidad de Concepción (FCB) e investigador principal de este trabajo, Dr. Leonardo Gutiérrez Contreras.

El científico lideró un equipo de investigación para identificar secuencias en el ADN que definen la dirección en la que se deben mover los nucleosomas, resultados que fueron recientemente publicados en la International Journal of Molecular Sciences.

Según detalló el Dr. Gutiérrez, “este estudio ha demostrado que una determinada secuencia de ADN tiene la capacidad de actuar como señal para los «remodeladores», indicándoles la dirección precisa hacia dónde mover los nucleosomas, permitiendo así el acceso a las zonas regulatorias de los genes”.

El académico FCB expresó que “para este trabajo utilizamos remodeladores de la levadura S. cerevisiae. Pero estos remodeladores existen también en humanos y juegan el mismo rol de dar acceso a zonas reguladoras de los genes en base a la movilización de los nucleosomas”. Agregó que “una de las proyecciones de este trabajo es determinar si existen otras secuencias de ADN que tengan esta propiedad, incluyendo su presencia en humanos”.

Según plantearon los científicos a cargo de esta investigación, este descubrimiento no solo aporta conocimientos fundamentales sobre los mecanismos de regulación génica, sino que también abre nuevas perspectivas en distintos campos. “Por un lado, podría contribuir a la comprensión de mutaciones genéticas que se relacionan con enfermedades, proporcionando pistas sobre cómo estas mutaciones afectan la regulación génica. Esto podría allanar el camino para el desarrollo de enfoques terapéuticos innovadores”, expuso el Dr. Gutiérrez.

En este sentido, el Dr. Roberto Amigo Bastías, cuya tesis doctoral derivó en este hallazgo, planteó que “se conoce un gran número de mutaciones ubicadas en las regiones regulatorias de genes humanos, por lo que identificar las secuencias que controlan a los remodeladores, ayudaría a definir el mecanismo mediante el cual algunas de estas mutaciones gatillan una alteración en la expresión génica y, de esta forma, iniciar nuevas aproximaciones terapéuticas”.

El científico indicó que también el campo biotecnológico podría verse beneficiado de este conocimiento, dado el uso de las levaduras con fines industriales y médicos. “Un aspecto en constante desarrollo dentro de ese ámbito es el diseño de sistemas de expresión de genes, algunos de los cuales podrían verse beneficiados al poder incluir en su diseño a estas secuencias ADN, de las que ahora sabemos las ubicaciones específicas en las que pueden surtir su efecto”.

La investigación fue financiada principalmente a través del proyecto ANID Fondecyt Regular 1180911 y contó con la colaboración de destacados académicos como el Dr. Carlos Farkas Pool de la Universidad Católica de la Santísima Concepción, la Dra. Estefanía Tarifeño Saldivia del Departamento de Bioquímica y Biología Molecular de la FCB, junto a Fernanda Raiqueo Figueroa, bioingeniera y estudiante del Doctorado en Ciencias Biológicas, área Biología Celular y Molecular de la casa de estudios del campanil.