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Public release date: 27-Aug-2014

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Center for Genomic Regulation

Gusanos, moscas y humanos… La herencia genética que compartimos, clave para comprender la biología de la célula

Este comunicado está disponible en inglés.

Un estudio con la participación de investigadores del Centro de Regulación Genómica de Barcelona identifica grupos de genes que se expresan conjuntamente y son clave para el funcionamiento de las células animales.

Los genomas acumulan cambios y mutaciones a lo largo de la evolución. Estos cambios son los que han dado lugar a una gran diversidad de especies y también son los responsables de las diferencias entre cada uno de nosotros. Sin embargo, les células animales, ya sea de una mosca o de un humano, tienen un funcionamiento básico muy parecido. Los mecanismos moleculares son los mismo para que la célula funcione correctamente.

Siguiendo esta premisa, un consorcio internacional con participación de científicos del Centro de Regulación Genómica en Barcelona ha comparado las secuencias del ARN de las células (llamado transcriptoma) en diferentes especies animales. Se han comparado datos provenientes de dos grandes consorcios de investigación, la Encyclopedia of DNA Elements (ENCODE), que cuenta con la información sobre el genoma humano y el Model Organism ENCODE (mod-ENCODE), que incluye los datos de la mosca y el gusano. Gracias a esta comparación, han podido identificar algunos conjuntos de genes que trabajan juntos en las tres especies. Ello nos indicaría que estos genes serían imprescindibles para el buen funcionamiento de las células en cualquier organismo del reino animal.

"Este trabajo es imporante porque es la primera vez que especies tan distantes se comparan de forma tan minuciosa", explica Sarah Djebali, co-autora de este trabajo e investigadora en el CRG. El equipo internacional de investigadores ha realizado de forma uniforme y estandarizada 575 experimentos de secuencias de ARN de diferentes tejidos y en diferentes condiciones. "Lo que hemos descubierto nos ofrece un mapa de las regiones más importantes del genoma que orientará a la comunidad científica en futuros trabajos de investigación relacionados con el funcionamiento básico de la célula y, por extensión, con la aparición de enfermedades", añade la Dra. Djebali.

Además de confirmar la existencia de estos conjuntos de genes co-expresados, los investigadores también han podido observar que las tres especies cuentan con una proporción similar de transcripción ya sea de genes codificantes como de no codificantes (entendiendo por codificantes aquellos que sirven para producir proteínas). También han constatado que parte de estos conjuntos de genes actuarían durante el desarrollo embrionario en las tres especies y confirmaría la creencia que todos los animales pasan por un mismo estadio durante el desarrollo (la llamada "hipótesis del reloj de arena"). Finalmente, comparando el estado del ADN y el ARN los científicos también han sido capaces de describir un modelo para predecir cuantitativamente los niveles de expresión de los genes de la actividad del ADN. Una especie de modelo universal para medir la actividad de los genes basado en un conjunto de parámetros que sirve independientemente del organismo que se esté estudiando.

En concreto, los investigadores del laboratorio de Biología Computacional del procesamiento de ARN en el CRG, liderados por Roderic Guigó juntamente con científicos de la Universidad de Yale en los Estados Unidos han actuado como expertos asesores en el análisis del transcriptoma humano porque los datos de secuencias de ARN humano que se han utilizado se analizaron por primera vez en el CRG en el marco del proyecto ENCODE.

Este es un ejemplo más sobre cómo la bioinformática contribuye de forma crucial en la investigación biomédica ofreciendo, en este caso, directrices sobre qué regiones son las más importantes para comprender la biología de la célula y poder, a la larga, utilizar esta información para curar enfermedades.

Trabajo de Referencia

Gerstein, M.B. et al. Comparative Analysis of the Transcriptome across Distant Species. Nature (August 28 2014) DOI: 10.1038/nature13424

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