{"id":30870818,"date":"2022-02-14T13:27:44","date_gmt":"2022-02-14T12:27:44","guid":{"rendered":"https:\/\/www.upo.es\/diario\/?p=30870818"},"modified":"2022-02-17T11:40:35","modified_gmt":"2022-02-17T10:40:35","slug":"el-cabd-desarrolla-una-herramienta-para-estudiar-en-detalle-programas-geneticos-en-organos-especificos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.upo.es\/diario\/ciencia\/2022\/02\/el-cabd-desarrolla-una-herramienta-para-estudiar-en-detalle-programas-geneticos-en-organos-especificos\/","title":{"rendered":"El CABD desarrolla una herramienta para estudiar en detalle programas gen\u00e9ticos en \u00f3rganos espec\u00edficos"},"content":{"rendered":"
\"De<\/a>
De izquierda a derecha, los investigadores Ana Fern\u00e1ndez Mi\u00f1\u00e1n, Jorge Corbacho, J. R Mart\u00ednez Morales y Estefan\u00eda Sanabria.<\/figcaption><\/figure>\n

Un grupo de investigaci\u00f3n del Centro Andaluz de Biolog\u00eda del Desarrollo (CABD) ha publicado un estudio en la revista Frontiers in Cell and Developmental Biology<\/em> en el que se\u00f1alan el desarrollo de una herramienta gen\u00e9tica que facilita la generaci\u00f3n de peces cebra para realizar estudios de expresi\u00f3n de genes con detalle en tejidos espec\u00edficos.<\/p>\n

Hasta ahora se ha utilizado la t\u00e9cnica TRAP, Translating Ribosome Affinity Purification<\/em>, que supone una gran ventaja para realizar an\u00e1lisis espec\u00edficos de tejidos y ha sido utilizada en varios organismos como el pez cebra (Danio rerio<\/em>) la mosca de la fruta (Drosophila melanogaster<\/em>) o el rat\u00f3n (Mus musculus<\/em>). Sin embargo, para cada tipo de an\u00e1lisis es necesario crear un animal que contenga los ribosomas marcados con GFP, una mol\u00e9cula fluorescente, en el tejido objetivo. Esto supone una dificultad ya que la generaci\u00f3n de este tipo de organismos es compleja y costosa en t\u00e9rminos de tiempo y econ\u00f3micos. En este trabajo han desarrollado dos estrategias diferentes para facilitar la generaci\u00f3n de peces cebra que sean aptos para el an\u00e1lisis TRAP. Ambas se basan en la introducci\u00f3n de la secuencia del ribosoma-GFP en el ADN, pero con algunas diferencias.<\/p>\n

La primera herramienta, denominada trap-TRAP permite la generaci\u00f3n aleatoria de un n\u00famero indefinido de peces diferentes aptos para el an\u00e1lisis TRAP. Para ello, la secuencia del ribosoma-GFP se introduce aleatoriamente en el ADN. En lugar de dirigir su activaci\u00f3n a un tejido espec\u00edfico se le a\u00f1ade un elemento que le permite imitar la din\u00e1mica de activaci\u00f3n de los genes cercanos. Por ejemplo, si se inserta cerca de un gen espec\u00edfico de neuronas puede copiar su comportamiento dando lugar a neuronas con ribosomas fluorescentes.<\/p>\n

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Esquema del TRAP (Translating Ribosome Affinity Purification). Aqu\u00ed se muestra la diferencia entre dos tipos de c\u00e9lulas (A) uno cuyos ribosomas est\u00e1n marcados con GFP (C) y otro tipo sin marcar (B). La vi\u00f1eta D ilustra como los ribosomas marcados quedan unidos a anticuerpos espec\u00edficos \/ Heiman et al., 2014.<\/figcaption><\/figure>\n

\u201cPara probar esta herramienta desarrollamos un estudio piloto en el cual conseguimos obtener 53 l\u00edneas de peces con expresi\u00f3n ribosoma-GFP diferente, de los cuales 33 mostraban una expresi\u00f3n en tejidos muy espec\u00edficos. Gracias a este estudio demostramos que con esta herramienta es posible generar l\u00edneas distintas de peces de una manera r\u00e1pida, f\u00e1cil y m\u00e1s econ\u00f3mica. Adem\u00e1s, tambi\u00e9n ser\u00eda posible adaptar esta tecnolog\u00eda a otros organismos modelo\u201d, afirma Juan Ram\u00f3n Mart\u00ednez Morales, investigador principal del estudio, del CABD.<\/p>\n

\u201cEn la segunda estrategia utilizamos una herramienta ya existente que permite controlar la expresi\u00f3n de genes en tejidos concretos, denominada Gal4\/UAS. Este sistema se basa en dos tipos diferentes de peces. En nuestro caso, los peces UAS contienen la secuencia ribosoma-GFP mientras que los peces Gal4 tienen la capacidad de activar la expresi\u00f3n de la secuencia contenida en el pez UAS en tejidos concretos. Para que esto ocurra solo hace falta cruzar los dos tipos de peces para que en la descendencia ambos elementos coincidan. De esta manera un mismo pez UAS ribosoma-GFP puede cruzarse con distintos peces Gal4 dando lugar a expresi\u00f3n en distintos tejidos. La combinaci\u00f3n del sistema Gal4\/UAS y la tecnolog\u00eda TRAP ya fue probada en Drosophila y nosotros lo hemos adaptado al pez cebra\u201d, concluye el investigador del CABD.<\/p>\n

En definitiva, estas dos herramientas facilitan la generaci\u00f3n de peces para realizar estudios de expresi\u00f3n de genes en tejidos espec\u00edficos. Estas herramientas gen\u00e9ticas abren un abanico de opciones para el estudio detallado de multitud de genes y sus funciones en diversos tejidos de un organismo vivo (en este caso en el pez cebra, se podr\u00eda establecer f\u00e1cilmente en gusanos y mosca de la fruta). Ambas son recursos de gran utilidad para toda la comunidad cient\u00edfica de investigadores en peces cebra, tanto en biolog\u00eda del desarrollo, fisiolog\u00eda, toxicolog\u00eda o biomedicina siendo posible su aplicaci\u00f3n tambi\u00e9n en otros organismos modelo.<\/p>\n

Una historia sobre genes contada desde el principio<\/strong><\/p>\n

La expresi\u00f3n de genes nos proporciona informaci\u00f3n muy \u00fatil sobre los procesos que est\u00e1n ocurriendo en un organismo, tejido o grupo de c\u00e9lulas. Pero \u201c\u00bfA qu\u00e9 nos referimos cuando hablamos de expresi\u00f3n de genes?\u201d, se pregunta el coautor del estudio, Jorge Corbacho. Y nos explica: \u201cla informaci\u00f3n gen\u00e9tica de un individuo se encuentra almacenada en el ADN, mol\u00e9culas que podemos imaginar como cadenas, compuestas de 4 tipos de eslabones simbolizados con las letras A, C, T y G. La informaci\u00f3n gen\u00e9tica est\u00e1 codificada como una secuencia de esos 4 eslabones. Casi todas las c\u00e9lulas de un organismo poseen copias id\u00e9nticas de las mismas cadenas de ADN. Sin embargo, no en todas se utiliza la misma porci\u00f3n de informaci\u00f3n. Seg\u00fan las necesidades o los procesos en los que se vea involucrada una c\u00e9lula, \u00e9sta requerir\u00e1 que ciertos fragmentos de ADN, conocidos como genes, se activen y ejerzan su funci\u00f3n. Por ejemplo, en una c\u00e9lula muscular se activar\u00e1n genes espec\u00edficos de c\u00e9lulas musculares, pero los genes que sean espec\u00edficos de c\u00e9lulas neuronales permanecer\u00e1n inactivos. Para que los genes ejerzan su funci\u00f3n es necesario que se d\u00e9 una sucesi\u00f3n de eventos. Generalmente, primero, la secuencia contenida en ellos es copiada en otro tipo de mol\u00e9culas, conocidas como ARN. Las mol\u00e9culas de ARN son m\u00e1s peque\u00f1as y transportan la secuencia fuera del n\u00facleo de la c\u00e9lula. All\u00ed, puede dar lugar a la formaci\u00f3n de prote\u00ednas gracias a la labor de unas m\u00e1quinas celulares llamadas ribosomas. Los ribosomas leen las \u201cinstrucciones\u201d contenidas en el ARN y a partir de ellas fabrican las prote\u00ednas. Las prote\u00ednas son las que en \u00faltima instancia se encargan de realizar diversas funciones, como fabricar y mantener tejidos, llevar a cabo reacciones qu\u00edmicas, transportar sustancias o incluso permitir el movimiento de nuestros m\u00fasculos\u201d.<\/p>\n

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Algunos patrones de expresi\u00f3n ribosoma-GFP en pez cebra, obtenidos mediante la t\u00e9cnica trap-TRAP.<\/figcaption><\/figure>\n

De esta forma, volviendo a la pregunta que nos hac\u00edamos inicialmente, \u00bfa qu\u00e9 nos referimos cuando hablamos de expresi\u00f3n de genes? \u201cNormalmente hacemos referencia al conjunto de genes activos en un tejido o tipo de c\u00e9lula en un momento concreto. Para poder identificarlos, existe una t\u00e9cnica que consiste en aislar las mol\u00e9culas de ARN presentes en la c\u00e9lula y analizar sus secuencias. Como \u00e9stas son copias de los genes activos, esta t\u00e9cnica, denominada secuenciaci\u00f3n de ARN o RNA-seq, puede proporcionarnos esta informaci\u00f3n. Estudiar la expresi\u00f3n de genes nos informa sobre los procesos que se est\u00e1n llevando a cabo en las c\u00e9lulas o tejidos, nos permite comprender m\u00e1s acerca de las bases moleculares de diversas enfermedades o entender el efecto que est\u00e1 teniendo la aplicaci\u00f3n de un medicamento, entre otros ejemplos\u201d. Pero no todo es sencillo y, a pesar de su gran utilidad esta t\u00e9cnica tambi\u00e9n comprende algunas limitaciones. \u201cPor ejemplo, a veces queremos estudiar tejidos peque\u00f1os o que se encuentran muy unidos a otros. En esos casos, separar el tejido objetivo manualmente puede ser muy complicado, existiendo adem\u00e1s el riesgo de mezclarlo con los adyacentes. Existen algunos m\u00e9todos que utilizan m\u00e1quinas para aislar las c\u00e9lulas en las que estamos interesados, pero normalmente estos m\u00e9todos implican procesos que pueden estresarlas y alterar su perfil de expresi\u00f3n de genes.<\/p>\n

Como alternativa, se desarroll\u00f3 otra t\u00e9cnica conocida como TRAP (Translating Ribosome Affinity Purification<\/em>). Esta t\u00e9cnica se basa en la obtenci\u00f3n de ARN a partir de la purificaci\u00f3n de ribosomas (recordemos que los ribosomas son las m\u00e1quinas celulares que se encargan de fabricar prote\u00ednas a partir de la secuencia del ARN). Para poder ejercer su funci\u00f3n, los ribosomas deben unirse al ARN, por lo que si conseguimos aislar los ribosomas podemos obtener las mol\u00e9culas de ARN unidas a ellos.<\/p>\n

Sobre el CABD<\/strong><\/p>\n

El CABD se fund\u00f3 en el a\u00f1o 2003 como el primer instituto espa\u00f1ol especializado en el estudio de la Biolog\u00eda del Desarrollo. En 2017 el Departamento de Regulaci\u00f3n G\u00e9nica y Morfog\u00e9nesis recibi\u00f3 la acreditaci\u00f3n de Unidad de Excelencia Mar\u00eda de Maeztu para el periodo 2017-2021 y ha sido ampliada para el CABD en su conjunto durante el periodo 2022-2025. El CABD, que se aloja en el edificio JA Campos Ortega, es un centro mixto cofinanciado por el Consejo Superior de Investigaciones Cient\u00edficas (CSIC), la Junta de Andaluc\u00eda y la Universidad Pablo de Olavide (UPO) de Sevilla.<\/p>\n

El foco de investigaci\u00f3n se ha escogido para acoger y promover a la prestigiosa escuela espa\u00f1ola de Biolog\u00eda del Desarrollo que se ha ido extendiendo por diferentes laboratorios internacionales. Actualmente el centro lo ocupan grupos j\u00f3venes y din\u00e1micos trabajando en desarrollo de rat\u00f3n, pez cebra, Xenopus<\/em>, Drosophila<\/em> y Caenorhabditis<\/em>. En el CABD tambi\u00e9n existen grupos estudiando control del ciclo celular en levaduras, regulaci\u00f3n g\u00e9nica en bacterias y estr\u00e9s oxidativo.<\/p>\n

Referencia:<\/strong><\/p>\n

Jorge Corbacho, Estefan\u00eda Sanabria-Reinoso, Lorena Buono, Ana Fern\u00e1ndez-Mi\u00f1an and Juan R. Mart\u00ednez-Morales. Trap-TRAP, a Versatile Tool for Tissue-Specific Translatomics in Zebrafish.<\/strong> (Enero 2022). Frontiers in Cell and Developmental Biology. <\/em>DOI: 10.3389\/fcell.2021.817191<\/a><\/p>\n

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Un grupo de investigaci\u00f3n del Centro Andaluz de Biolog\u00eda del Desarrollo (CABD) ha publicado un estudio en la revista Frontiers in Cell and Developmental Biology en el que se\u00f1alan el desarrollo de una herramienta gen\u00e9tica que facilita la generaci\u00f3n de peces cebra para realizar estudios de expresi\u00f3n de genes con detalle en tejidos espec\u00edficos.<\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":30870819,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_monsterinsights_skip_tracking":false,"_monsterinsights_sitenote_active":false,"_monsterinsights_sitenote_note":"","_monsterinsights_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[3],"tags":[2003,1821,7784,2159,42,7785,7783],"class_list":["post-30870818","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-ciencia","tag-biologia-del-desarrollo","tag-centro-andaluz-de-biologia-del-desarrollo","tag-danio-rerio","tag-drosophila-melanogaster","tag-genetica","tag-mus-musculus","tag-trap"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.upo.es\/diario\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/30870818","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.upo.es\/diario\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.upo.es\/diario\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.upo.es\/diario\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.upo.es\/diario\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=30870818"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/www.upo.es\/diario\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/30870818\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":30870823,"href":"https:\/\/www.upo.es\/diario\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/30870818\/revisions\/30870823"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.upo.es\/diario\/wp-json\/wp\/v2\/media\/30870819"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.upo.es\/diario\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=30870818"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.upo.es\/diario\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=30870818"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.upo.es\/diario\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=30870818"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}