{"id":11978017,"date":"2016-02-01T23:10:32","date_gmt":"2016-02-01T23:10:32","guid":{"rendered":"https:\/\/www.upo.es\/diario\/?p=11978017"},"modified":"2016-02-03T12:25:45","modified_gmt":"2016-02-03T12:25:45","slug":"aparicion-extremidades-vertebrados-cambio-organizacion-3d-genoma","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.upo.es\/diario\/ciencia\/2016\/02\/aparicion-extremidades-vertebrados-cambio-organizacion-3d-genoma\/","title":{"rendered":"La aparici\u00f3n de extremidades en vertebrados se debi\u00f3 a un cambio en la organizaci\u00f3n 3D del genoma"},"content":{"rendered":"

Un estudio internacional liderado por el Centro Andaluz de Biolog\u00eda del Desarrollo<\/strong> (centro mixto de investigaci\u00f3n del CSIC, la Universidad Pablo de Olavide de Sevilla y la Junta de Andaluc\u00eda) ha demostrado que la regi\u00f3n del genoma que contiene los genes Hox, esenciales para la formaci\u00f3n de m\u00faltiples estructuras de los animales, ha sufrido un cambio en su estructura 3D en la transici\u00f3n de invertebrados a vertebrados<\/strong> que ha sido fundamental para el correcto desarrollo de las extremidades. El estudio ha sido publicado en la revista Nature Genetics<\/i>.<\/p>\n

\"ilustraci\u00f3n:<\/a>
Organizaci\u00f3n tridimensional de los genes hox (amarillos) en pez cebra (izquierda) y Amphioxus (derecha). En vertebrados hay dos compartimentos (zona roja y zona azul) mientras que en amphioxus el complejo se organiza en un solo compartimento<\/figcaption><\/figure>\n

Los genes Hox son fundamentales para la construcci\u00f3n de todos los animales. As\u00ed, por ejemplo, se requieren para establecer el eje desde la cabeza a la cola y tambi\u00e9n para formar las extremidades. En el genoma est\u00e1n formando un complejo en los cuales los distintos genes se disponen en t\u00e1ndem, unos detr\u00e1s de otro. A ambos lados del complejo Hox existe una amplia regi\u00f3n gen\u00f3mica repleta de elementos reguladores necesarios para controlar la activaci\u00f3n de estos genes de forma muy precisa. Para la correcta formaci\u00f3n de las extremidades, es esencial que los elementos reguladores que est\u00e1n un lado del genoma solo enciendan los genes Hox de ese lado, mientras que los interruptores al lado contrario del complejo Hox, solo deben controlar a sus genes m\u00e1s cercanos. Puesto que los genes Hox est\u00e1n todos muy juntos, unos pegados a otros, en los vertebrados, el complejo Hox esta partido en dos compartimentos (ovillos) diferentes, uno con los genes de un lado y todo los elementos reguladores localizados en ese lado del genoma, y otro similar en el otro lado del complejo.<\/p>\n

\"Jos\u00e9<\/a>
Jos\u00e9 Luis G\u00f3mez-Skarmeta<\/figcaption><\/figure>\n

El grupo del profesor Jos\u00e9 Luis G\u00f3mez Skarmeta<\/strong>, del CSIC y la Universidad Pablo de Olavide (UPO), junto con el grupo de Biolog\u00eda Computacional del Dr. Damien Devos<\/strong>, de la UPO, y el grupo del Dr. H\u00e9ctor Esciv\u00e1<\/strong>, de la Estaci\u00f3n Marina de Banyuls en Francia, han demostrado que dicha\u00a0 organizaci\u00f3n 3D del complejo Hox es una innovaci\u00f3n evolutiva de vertebrados<\/strong>.<\/p>\n

Mediante t\u00e9cnicas gen\u00f3micas, ensayos de transg\u00e9nesis en peces y modelos computacionales, este equipo ha demostrado que el complejo Hox del amphioxus, un cefalocordado marino parecido a un gusano, que sin embargo es el animal invertebrado vivo m\u00e1s parecido al ancestro de todos los vertebrados, carece de esa divisi\u00f3n tridimensional en dos compartimentos. De hecho, el complejo Hox de dicho organismo est\u00e1 organizado en un \u00fanico compartimento que contiene todos los genes y una extensa regi\u00f3n a un lado del genoma rica en elementos reguladoras. \u201cEsto nos ha permitido postular una hip\u00f3tesis seg\u00fan la cual, en la transici\u00f3n entre invertebrados y vertebrados, la aparici\u00f3n de numerosas regiones reguladoras al otro lado del complejo tuvo lugar en paralelo con la partici\u00f3n del complejo en dos compartimentos, para evitar que dichas regiones nuevas afectaran a los genes del otro lado del complejo\u201d, explica G\u00f3mez Skarmeta.<\/p>\n

El estudio evidencia la importancia de la co-evoluci\u00f3n de informaci\u00f3n reguladora y organizaci\u00f3n tridimensional del genoma. Para el investigador del CABD, \u201ces evidente que la alteraci\u00f3n de esta subdivisi\u00f3n en compartimentos de la cromatina en dominios tridimensionales, en gran medida, puede ser fuente de graves patolog\u00edas. De hecho, estudios recientes han demostrado como la fusi\u00f3n de dos compartimentos puede causar diferentes malformaciones al activarse determinados genes con interruptores de un compartimento vecino\u201d.<\/p>\n

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Rafael D Acemel, Juan J Tena, Ibai Irastorza, Ferdinand Marl\u00e9taz, Carlos G\u00f3mez-Mar\u00edn, Elisa de la Calle Mustienes, St\u00e9phanie Bertrand, Sergio G Diaz, Daniel Aldea, Jean-Marc Aury, Sophie Mangenot, Peter W H Holland, Damien P Devos, Ignacio Maeso, Hector Escriv\u00e1 & Jos\u00e9 Luis G\u00f3mez-Skarmeta. A single three-dimensional chromatin compartment in amphioxus indicates a stepwise evolution of vertebrate Hox bimodal regulation<\/b>. Nature Genetics<\/i>. DOI: 10.1038\/ng.3497<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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