Una investigación del Centro Andaluz de Biología del Desarrollo (centro mixto del CSIC, la Junta de Andalucía y la Universidad Pablo de Olavide de Sevilla) ha diseñado un ingenioso sistema basado en un transposon para generar un gran número de inserciones genómicas mutagénicas en embriones de pez cebra (Dario rerio) o de ratón. La investigación del CABD, liderada por los doctores José Luis Gómez Skarmeta y José Bessa, ha sido publicada en el último número de la revista Genome Research.
Aproximadamente, sólo el 5% del ADN de los vertebrados es codificante, es decir, esa parte es capaz de generar el ARN necesario para la síntesis de proteínas. El 95% restante es ADN no codificante, considerado hasta hace poco como ADN basura, debido a su falta de implicación en la síntesis de proteínas. Sin embargo, los estudios recientes indican que gran parte de este mal llamado ADN basura contiene regiones reguladoras que controlan cuánto, cuándo y dónde debe generarse el ARN.
Los genes necesarios para construir los organismos suelen tener un gran número de regiones reguladoras dispersas en grandes territorios genómicos y responsables de la activación de dichos genes en múltiples tejidos en distintos momentos del desarrollo embrionario. Dichas regiones reguladoras activan la expresión a través de plegamientos del DNA que las acercan a los promotores de los genes diana. Los territorios genómicos con la información reguladora necesaria para regular un gen concreto se denomina el paisaje regulador de dicho gen. Además, el genoma esta acotado en diferentes paisajes reguladores por unas regiones denominadas aisladoras, que hacen la función de vallas protectoras, que previenen que la información reguladora de un territorio genómico influencie los territorios vecinos.
El equipo de los doctores José Luis Gómez Skarmeta y José Bessa ha desarrollado un vector basado en el transposon Tol2 que permite insertarse en el genoma e interferir con el flujo de información reguladora en dichos paisajes reguladores. “Este vector contiene un aislador muy fuerte flanqueado por un gen reportero rojo en un lado y un gen reportero verde en el otro. De esta forma al insertarse en uno de estos territorios genómicos introduce un aislador que actúa como una nueva valla en el genoma que previene que la información reguladora fluya entre los dos lados. Esto se detecta muy fácilmente con los reporteros fluorescentes que se activan en diferentes territorios del embrión”, explica José Luis Gómez-Skarmeta.
“Este sistema es ideal para modelos vertebrados transparentes como el pez cebra, y es en pez cebra donde hemos generado un gran número de inserciones disponibles para la comunidad científica. No obstante, también hemos comprobado que funciona eficientemente en vertebrados superiores como embriones de ratón”, añade José Bessa.
Un aspecto fundamental de estas inserciones es que interrumpen la información reguladora de genes vecinos lo que genera mutaciones reguladoras similares a los puntos de ruptura o inversiones causantes de un gran número de enfermedades humanas. “Nuestro sistema, que es muy fácil de usar, permitirá avanzar en el conocimiento del papel de la información reguladora en la función génica y también nos ayudará a comprender mejor las enfermedades humanas causadas por alteraciones cromosómicas en regiones no codificantes”, concluye José Luis Gómez-Skarmeta.
José Bessa, Mario Luengo, Solangel Rivero-Gil, Ana Ariza-Cosano, António H. F. Maia, Francisco J. Ruiz-Ruano, Pablo Caballero,Silvia Naranjo, Jaime J. Carvajaland José Luis Gómez-Skarmeta.A mobile insulator system to detect and disrupt cis-regulatory landscapes in vertebrates.Genome Research. DOI: 10.1101/gr.165654.113
