Los análisis genómicos de neuronas humanas individuales, tanto extraídas post mortem como obtenidas en cultivo, ponen de manifiesto que existe en ellas una considerable variación en el numero de copias del ADN. Es probable que estas diferencias genéticas afecten a las funciones de las células encefálicas y que podrías, por tanto, tener influencia en nuestra personalidad, inteligencia o en la susceptibilidad a desarrollar enfermedades neurológicas. El estudio, encabezado por Michael McConnell, del Instituto Salk de Estudios Biológicos (EE.UU.), se ha publicado en Science.
En las neuronas existen una serie de cambios
genéticos conocidos: la aneuploidía es el cambio en el número de
cromosomas; en las retrotransposiciones una secuencia de ADN se mueve
a otra parte del genoma mediante transcripción a ARN; y, finalmente,
la expresión de enzimas que alteran el ADN. Todas estas fuentes de
diversidad genética son frecuentes en el encéfalo.
Durante mucho tiempo ha existido la idea de
que, dada la enorme variedad de tipos de células en el encéfalo,
deberían existir mecanismos genéticos que generaran esta
diversidad. Uno de los mecanismos genéticos potentes que podrían
contribuir a esta variedad celular, aparte de los anteriores, es la
variación
en el número de copias (VNC). Una VNC es una modificación
estructural del ADN, en la que una parte significativa del mismo
desaparece o aparece duplicada tras una copia en determinados
cromosomas. No hay que confundir las VNC con los polimorfismos de un
sólo nucleótido, que afectan a un sólo gen y que son los cambios
más estudiados para ver la influencia genética en determinado
proceso.
Para determinar la variabilidad genómica como
consecuencia de la VNC es necesario una tecnología que permita
analizar célula a célula pues, de lo contrario, con las técnicas
de secuenciación habituales lo que se obtiene es un promedio de un
gran número de células presentes en el tejido analizado y este
promedio tenderá, en general, a acercarse a una sola copia conforme
sea mayor el número de células consideradas.
McConnell y sus colegas han conseguido secuenciar
células individuales gracias a una técnica desarrollada
recientemente en el Laboratorio Cold Spring Harbour (EE.UU.). En
concreto ha analizado 110 neuronas individuales extraídas de tres
personas fallecidas. Y el resultado es sorprendente: el 41% de las
células contienen una o más VNC, la mayoría borrados o
duplicaciones.
Por otra parte, el análisis de neuronas
derivadas en cultivos a partir de células
madre pluripotentes inducidas (CMPI) reveló la existencia de un
número de VNC similar: de 40 células secuenciadas, 13 presentaban
cambios únicos en sus genomas.
Un aspecto interesante es que las células
progenitoras neuronales derivadas de estas mismas líneas de CMPI no
tenían tanta diversidad. Esto sugeriría, primero, que la variación
genética de las neuronas tiene lugar sólo en las etapas posteriores
de diferenciación y, segundo, que la variación se desarrolla en un
corto espacio de tiempo (las neuronas necesitan siete semanas para
diferenciarse de sus progenitores). También podría concluirse que
la variación detectada en las neuronas tomadas post mortem no
sería un efecto del envejecimiento (en principio, la copia repetida
aumentaría la probabilidad de un fallo en una copia).
Por tanto, si los cambios genéticos tienen lugar
pronto, resulta que nos acompañan durante la mayor parte de nuestra
vida y, por consiguiente, la probabilidad de que afecten a la
configuración y funcionamiento de nuestro encéfalo aumentaría, con
lo que ello implica para el comportamiento, la inteligencia o las
enfermedades neuropsiquiátricas. ¿Cuánto? Eso tendrá que esperar,
entre otras cosas, a nuevos avances tecnológicos que permitan
estudiar VNC y expresión genética en la misma célula individual.
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