Hoy en día, los biólogos agregan un descubrimiento importante a un creciente conjunto de datos que explica por qué somos diferentes de los chimpancés y otros parientes de primates, a pesar de la notable similitud de nuestros genes [VIDEO]. La nueva evidencia tiene que ver con la forma en que se regulan los genes. Es el resultado de un amplio análisis computacional del genoma completo de múltiples individuos en tres especies de primates: humano, chimpancé y macaco rhesus.

Potenciadores genéticos

Los investigadores [VIDEO]se centraron en elementos reguladores del ADN que se denominan potenciadores genéticos y promotores. Los promotores se sientan inmediatamente "aguas arriba" de los genes y deben activarse para que los genes que regulan se enciendan.

Se sabe menos acerca de los potenciadores, que se pueden ubicar a diferentes distancias hacia arriba y hacia abajo de los genes que regulan. Los potenciadores pueden estar mucho más lejos del "cuerpo del gen" que los promotores, pero pueden acercarse al gen debido a la estructura de bucle de la cromatina, la estructura que empaqueta el genoma. A menudo, múltiples potenciadores están involucrados en la activación de un gen dado, en combinaciones que difieren bajo diferentes circunstancias.

Estudio de las células T CD4 + del sistema inmune

El equipo del profesor Adam Siepel en Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) con colegas en la Universidad de Cornell dirigido por el Dr. Charles Danko, utilizó una tecnología llamada PRO-Seq para medir la transcripción naciente: la generación de copias de ARN de ADN genómico arriba y abajo de los genes .

Permite a los investigadores detectar qué promotores y potenciadores están regulando activamente un gen. Estudiaron un solo tipo de célula, células T CD4 + del sistema inmune, comparando los niveles de copia de ARN cuando las células estaban en estado inactivo y activado en las tres especies de primates .

Los experimentos revelaron que si bien la actividad de los genes en las tres especies era bastante similar en las células T CD4 +, había diferencias intrigantes en la forma en que se regulaban los genes. El equipo prestó especial atención a las colecciones de potenciadores que influyen conjuntamente en la expresión de un gen diana, como un conjunto. "Estos conjuntos vienen en varios tamaños", explica Siepel, "y encontramos que cuando son grandes, los niveles de expresión de los genes diana tienden a ser estables durante el tiempo evolutivo. Cuando son pequeños, los niveles de expresión son menos estables". La estabilidad en la expresión génica es evidencia de lo que los científicos llaman conservación evolutiva: la preservación de una característica entre las especies debido a la ventaja que confiere.

A través de un análisis cuidadoso, el equipo identificó varias características que distinguen a los potenciadores de evolución rápida de los más lentos. "Particularmente interesantes para nosotros fueron los casos en los que un gran número de potenciadores juntos determinan la expresión de un gen diana", dice Siepel, quien es director del Centro Simons para Biología Cuantitativa en CSHL. "En estos casos, los genes tienden a ser más estables, pero encontramos que cada potenciador individual tiene más probabilidades de cambiar". Lo que está bajo selección evolutiva es el nivel de expresión objetivo de un gen determinado, que en estas situaciones está determinado conjuntamente por el conjunto completo.

La investigación revela cómo los programas para la expresión génica cambian durante la evolución, lo que lleva a las diferencias en el comportamiento y la morfología que observamos entre los humanos y otros primates. Estos misterios evolutivos también ofrecen pistas sobre las mutaciones que causan enfermedades al alterar la regulación genética, señala Siepel. #Ciencia #Genes humanos y de monos