image: In red, BigH1 expressed in germ stem cells and spermatocytes. In blue, the cell nuclei. view more
Credit: Albert Carbonell, IRB Barcelona.
Barcelona, miércoles 13 de diciembre, 2017. Investigadores del laboratorio de Estructura y función de la cromatina del Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona), han identificado la histona BigH1 como una proteína clave para el proceso que origina células sexuales masculinas a partir de células madre. Las histonas son proteínas básicas, que dotan de orden y estructura al ADN y que desarrollan un importante papel en la regulación de los genes.
Según en qué etapa del proceso se encuentre, la histona BigH1 actúa reprimiendo genes concretos, o bien es inhibida para permitir que los genes se expresen, avanzando así en el proceso de diferenciación en que la célula madre da lugar a las células sexuales adultas. Cuando este delicado equilibrio se rompe, los machos de Drosophila melanogaster muestran malformaciones en las gónadas e infertilidad.
Nuestra hipótesis es que BigH1 es un represor específico de los genes que no son propios de la línea germinal- que da lugar a células sexuales-, pero cómo lo hace, cómo se activa e inactiva, es algo que aún tenemos que resolver, declara Ferran Azorín, Profesor de Investigación del CSIC y jefe del laboratorio del IRB Barcelona.
La histona H1 en la infertilidad masculina
En todos los animales hay histonas específicas de la línea germinal. En Drosophila BigH1 se expresa en la línea germinal masculina y femenina, en cambio en ratones y en humanos las variantes de la histona H1 son diferentes en machos y hembras. La histona BigH1, que hemos estudiado en Drosophila melanogaster, es más parecida a la variante germinal femenina humana pero también presenta ciertas similitudes con las variantes de la línea germinal masculina señala Albert Carbonell, investigador postdoctoral y primer autor del artículo. Debido a las similitudes, este trabajo puede facilitar la comprensión del proceso en humanos y contribuir a explicar algunas formas de infertilidad, añade.
Las histonas como reguladoras en la diferenciación de células madre a células de tejido
Todas las células de un organismo ya sean células de la piel, intestinales, de pulmón, o cualquier otra, se originan a partir de la diferenciación de células madre y se sabe que, en muchos linajes, las histonas desempeñan un papel fundamental. Este trabajo detalla el mecanismo de acción e inhibición que utiliza BigH1 para regular el proceso en la espermatogénesis de Drosophila y que podría funcionar de manera similar en otras especies.
El laboratorio trabaja ahora en el estudio de BigH1 durante el proceso de diferenciación sexual femenina. Sabemos que es esencial, pero suponemos que la histona tendrá un papel diferente, ya que el proceso que da lugar a las células sexuales femeninas presenta notables diferencias con su homólogo masculino, apunta la estudiante de doctorado Paula Climent, investigadora en el laboratorio y una de las autoras del trabajo.
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El trabajo ha recibido financiación del MINECO, a través de fondos FEDER, y la Generalitat de Catalunya.
Artículo de referencia:
The germline linker histone dBigH1 and the translational regulator Bam form a repressor loop essential for male germ stem cell lineage differentiation
Albert Carbonell, Salvador Pérez-Montero, Paula Climent-Cantó, Oscar Reina and Fernando Azorín.
Cell Reports (2017) DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.celrep.2017.11.060
Journal
Cell Reports