Aunque todas las células de un individuo tienen la misma información genética no todas cumplen la misma función, ya que no todas tienen activos los mismos genes. Parte de esas diferencias en actividad génica se deben a la metilación del ADN, un proceso de silenciamiento que ‘etiqueta’ los genes para mantenerlos “apagados” cuando no son necesarios. Estas etiquetas son marcas epigenéticas fundamentales para el organismo y están relacionadas con enfermedades como el cáncer, ya que cuando se colocan de forma descontrolada pueden silenciar genes importantes para la actividad normal de la célula.
Un equipo de investigación de la Universidad de Córdoba ha establecido, precisamente, una nueva vía para reactivar genes silenciados y ha desarrollado una herramienta que permite avanzar en la edición del epigenoma, tal y como se denomina al conjunto de marcas epigenéticas que regulan la expresión génica y que actúan como interruptores de los genes.
La investigación, desarrollada por el grupo de Epigenética y Reparación del ADN, cuya responsable es la Catedrática de Genética Mª Teresa Roldán Arjona, se centra en la 5-metilcitosina, la forma metilada del ADN que causa silenciamiento génico. “Nuestro objetivo ha sido diseñar un sistema que elimine esta metilcitosina de sitios concretos del genoma y la sustituya por citosina no metilada, para volver a encender genes apagados”, destaca el catedrático de Genética Rafael Rodríguez Ariza, miembro del equipo investigador.
Concretamente, el estudio emplea la herramienta conocida como CRISPR, una técnica de edición genética que utiliza unas guías de ARN para dirigir una proteína (Cas9) a zonas elegidas del ADN y cortarlo. “Es este caso, se ha empleado una versión inactiva de la proteína Cas9, ya que nuestro propósito no es eliminar una secuencia del ADN, sino quitarle algunas de las etiquetas responsables del silenciamiento de los genes”, subraya el investigador.
Para ello, en el trabajo se ha empleado una enzima vegetal -ROS1- que borra estas etiquetas moleculares. Se trata de una proteína solo presente en plantas y que libera al ADN de estas marcas de forma directa, algo que la distingue de proteínas animales que sólo funcionan de forma indirecta y más compleja. La estrategia consiste en introducir ROS1 en células in vitro, junto con ARN y la proteína Cas9 inactiva, para guiarla hacia el gen que se desea reactivar.
La nueva herramienta, que se suma a otras ya existentes, permite dar un paso más en la edición epigenética y en la comprensión de la metilación del ADN, cuya acción se traduce en el apagado de genes y está ligada a importantes procesos patológicos.
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Referencias:
Devesa-Guerra, Iván & Morales-Ruiz, Teresa & Pérez-Roldán, Juan & Parrilla, Jara & Dorado-León, Macarena & García-Ortiz, María & Ariza, Rafael & Roldan Arjona, Teresa. (2020). DNA methylation editing by CRISPR-guided excision of 5-methylcytosine. Journal of Molecular Biology. 10.1016/j.jmb.2020.02.007.