Un nuevo estudio de investigadores del MIT revela que los circuitos genéticos modifican la estructura del ADN y afectan la expresión de los genes. Este descubrimiento se centra en cómo la activación de un gen puede influir en sus vecinos en la cadena de ADN.
Impacto de la activación genética
Cuando un gen se activa en una célula, genera un efecto en cadena a lo largo de la hebra de ADN, alterando su estructura física. Los investigadores han encontrado que estos efectos pueden estimular o suprimir genes adyacentes. Generalmente, los genes que están antes en la cadena se activan, mientras que los que están después se inhiben.
Los hallazgos sugieren que se puede controlar mejor la producción de circuitos genéticos sintéticos. Al modificar la disposición de los genes, o la “sintaxis genética”, los científicos pueden crear circuitos que aumenten su rendimiento o alternen la expresión de diferentes genes.
Importancia de la sintaxis genética
Según Katie Galloway, profesora asistente de ingeniería química en MIT, esta investigación permite coordinar la expresión genética de maneras previamente imposibles. La sintaxis genética será útil para circuitos dinámicos, ya que ahora se puede seleccionar tanto la bioquímica como el diseño físico para soportar dinámicas.
El estudio, publicado en Science, tiene como autor principal a Christopher Johnstone, un postdoctorado del MIT. Otros autores incluyen a estudiantes y miembros de varios laboratorios, incluyendo el de Brandon DeKosky, así como investigadores de la Universidad de Columbia Británica y el Centro Médico de la Universidad de Leiden en los Países Bajos.
Resultados experimentales
Cuando un gen se transcribe a ARN mensajero, la doble hélice de ADN debe desenrollarse para que la ARN polimerasa acceda al ADN. Este desenrollado provoca cambios físicos en la estructura del ADN. Los resultados del estudio confirmaron que en circuitos divergentes, la expresión de ambos genes se amplificó, mientras que en circuitos en tándem, activar el gen anterior suprimió la expresión del gen posterior.
Utilizando una técnica de mapeo genómico de alta resolución llamada Region Capture Micro-C, los investigadores analizaron cómo cambiaba la estructura del ADN durante la transcripción de genes cercanos. Se observó que las regiones de ADN debajo de un gen activo formaban estructuras retorcidas, lo que dificultaba la unión de la ARN polimerasa.
