microADNs: variabilidad entre células del mismo tejido

Tendemos a pensar que todas las células de nuestro cuerpo  tienen  genomas idénticos. Sin embargo, cada célula de un tejido tiene historia propia y puede presentar características  genéticas únicas. Ahora, un estudio publicado en la revista Science ha identificado un elemento genético nuevo que podría ser responsable de variaciones entre células somáticas  de mamíferos: pequeños ADNs extracromosómicos circulares que resultan de deleciones en el genoma.

Imagen mostrando microDNAs (Shibata et al.2012)

El equipo de investigadores encabezado por  Yoshiyuki Shibata aisló el ADN extracromosómico circular  (ADNecc)  de cerebro de ratones embrionarios así como de otras líneas celulares, incluyendo líneas de tejidos adultos humanos y líneas de cáncer. Se aseguraron de eliminar el ADN genómico lineal, amplificaron el ADNecc y rompieron los productos de amplificación en fragmentos de 500 pb. Después comprobaron que efectivamente se trataba de fragmentos de origen circular, los secuenciaron siguiendo distintos procedimientos y finalmente los identificaron utilizando diferentes algoritmos. Descubrieron que, a diferencia de  ADNecc descritos anteriormente, eran mayoritariamente de pequeño tamaño (200-400 pb) y se trataba de secuencias no repetitivas  que correspondían con sitios únicos del genoma. En base a estas características los denominaron microADNs.

Analizando las secuencias de los microADNs comprobaron que la mayoría provienen de genes, estando especialmente enriquecidas en la región 5’, en exones y en islas CpG.  Además encontraron que al inicio y al final de los microADNs suele haber repeticiones cortas y directas (por ejemplo: ccga-microDNA-ccga). También descubrieron que hay más microADNs en las líneas de cáncer y que coexisten microADNs de doble cadena y de cadena sencilla. ¿Por qué se producen estas deleciones? ¿Por qué tienen tamaños tan pequeños? ¿Qué sucede con las células que pierden fragmentos de sus genes?

Hasta ahora solamente se tienen hipótesis. El grupo postula entre otras teorías que las repeticiones que se encuentran al inicio y al final de los microADNs pueden ser indicio de que se formen por una parada en la horquilla de replicación del ADN o a través de los procesos de reparación del ADN en caso de daño.  También sugieren que el enrollamiento del ADN en nucleosomas podría facilitar su circularización.  Lo cierto es que según este estudio las células de un mismo tejido no son todas iguales y por tanto cada una puede tener características propias, si bien es cierto que somos diploides (tenemos dos juegos de cromosomas con dos alelos para cada gen) y la deleción de un fragmento de alguno de nuestros genes no siempre tendría que suponer un gran cambio.

Por otro lado los investigadores también señalan que las deleciones de pequeño tamaño encontradas en línea germinal en el proyecto de los 1000 genomas tienen características similares a los microDNAS y podría tratarse del mismo fenómeno. En este caso no se trataría de una única célula perdiendo un fragmento de su gen sino que la pérdida de este fragmento se transmitiría a todo el tejido al haberse producido en la célula progenitora. ¿Qué implicaciones podría tener este fenómeno? ¿Cómo se mantienen los microDNAs en la célula? ¿Podrán replicarse? ¿Tendrán orígenes de replicación? ¿Cumplirán alguna función en la célula los microDNAs? ¿existen en otros organismos?

El campo está abierto, hagan sus apuestas o mejor, hagan algún experimento.

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Agradecimientos a Joana, que trajo este trabajo a nuestro seminario y revisó este post!