Los cromosomas son una forma de ADN altamente condensada y son cruciales para la división celular. Durante la mitosis, los cromosomas aseguran que el material genético se divida por igual entre las células hijas. Curiosamente, las dimensiones y el grado de condensación del ADN en los cromosomas mitóticos varían de un organismo a otro. Cómo se regula esto, es decir, qué factor gobierna la formación y las dimensiones cromosómicas mitóticas, sigue siendo un misterio.
Un equipo de investigadores dirigido por el Dr. Yasutaka Kakui del Instituto de Estudios Avanzados de Waseda, Universidad de Waseda; Frank Uhlmann del Laboratorio de Segregación de Cromosomas del Instituto Francis Crick; y Toru Hirota, de la División de Patología Experimental del Instituto del Cáncer de la Fundación Japonesa para la Investigación del Cáncer, se propusieron descifrar este enigma.
¿Cómo empezó todo? Para Kakui, fue su fascinación por los cromosomas lo que lo motivó a emprender esta investigación. «¿Cómo se almacena el ADN genómico dentro de las células? Esta es una pregunta antigua y sin resolver. Para ampliar nuestro conocimiento de cómo las células transmiten con precisión la información genética a las generaciones sucesivas, necesitamos comprender la base molecular para la formación de cromosomas». Y eso es lo que impulsó este estudio, cuyos hallazgos se publicaron en Cell Reports.
Durante la mitosis, el ADN sufre una compactación significativa para formar cromosomas. Un gran complejo de anillos de proteínas llamado condensina juega un papel clave en el proceso de compactación. Se une a sitios específicos del ADN y lo comprime formando bucles. Entonces, los científicos saben que la condensina es crucial para la compactación del ADN, que está estrechamente relacionada con las dimensiones cromosómicas, ya que los cromosomas más gruesos se compactan más. También saben que el patrón de los sitios de unión a la condensación es específico de la especie. Pero el papel exacto de los contactos de la condensina y la cromatina en la determinación de las dimensiones cromosómicas aún no está claro.
Los investigadores exploraron varias facetas de los contactos de la condensina y la cromatina para abordar las preguntas en cuestión. Emplearon microscopía Hi-C y de superresolución para analizar la correlación entre los contactos de la cromatina mitótica y la longitud del brazo cromosómico en levaduras de gemación y de fisión, S. cerevisiae y S. pombe, respectivamente. Se encontró evidencia concluyente que indica que la distancia entre los contactos de la cromatina es directamente proporcional a la longitud del brazo tanto en la interfase como en la mitosis. Por lo tanto, los brazos más cortos tienen contactos de corto alcance y los brazos más largos tienen contactos de largo alcance. Se encontró que esto era específico de la especie.
Ahora, las distancias más largas de los contactos de cromatina conducen a bucles de cromatina más grandes, los cuales son indicadores de brazos cromosómicos más anchos. Por lo tanto, los autores investigaron tanto las levaduras de gemación como las de fisión para concluir que, dentro de una especie, los brazos cromosómicos más largos siempre eran más anchos. Motivados por la observación exitosa en las levaduras, extendieron su estudio a las células humanas para encontrar las mismas correlaciones. «Hicimos el descubrimiento inesperado de que los brazos cromosómicos más largos son siempre más gruesos en las especies eucariotas, lo que nos ayuda a comprender cómo se forman los cromosomas mitóticos durante las divisiones celulares», explica Kakui. Su estudio sería el primero en establecer de manera concluyente que la longitud del brazo cromosómico determina el ancho del cromosoma mitótico.
Este estudio ha proporcionado conocimientos únicos sobre la estructura cromosómica mitótica que desafían las perspectivas actuales sobre la formación de cromosomas mitóticos. Kakui resume: «Nuestros hallazgos abrirían una nueva forma de evitar el aborto espontáneo cromosómico, una causa probable de la formación de células cancerosas y/o defectos congénitos como el síndrome de Down, mediante el control de la estructura cromosómica mitótica. Esto puede cambiar potencialmente los tratamientos médicos para la terapia del cáncer. y/o tratamientos de fertilidad».
Fuente de la historia:
Materiales proporcionado por Universidad de Waseda. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
