Investigadores del Instituto Salk de California (EE UU) han trazado el primer mapa detallado del epigenoma humano, es decir, del conjunto de modificaciones del genoma que interviene en patologías como el cáncer, el alzheimer y diversas enfermedades mentales.
Aunque la secuencia del genoma humano detalla cada base de ADN de las casi 3.000 millones de bases que forman el genoma humano, no explica por sí misma cómo se regula su función.
“Antes nos limitábamos a ver datos aislados del epigenoma”, afirma Joseph Ecker, autor principal del estudio y director del Laboratorio de Análisis de Genómica del Instituto Salk. “Ahora, al poder estudiar el epigenoma en su totalidad, conoceremos mejor cómo se regula la función del genoma, pero también cómo el envejecimiento, la dieta y el entorno influyen en la expresión de los genes”.
Este estudio no sólo es el primer mapa completo de alta resolución del epigenoma superpuesto en el genoma humano, sino que además es el primer estudio publicado como resultado directo del Roadmap Epigenomics Program, un plan de trabajo internacional de cinco años para acelerar la investigación sobre las modificaciones que alteran el comportamiento genético en el genoma humano.
Los resultados, publicados hoy en la edición on line de la revista Nature, documentan el primer mapa completo del metiloma, un subconjunto del epigenoma, de dos tipos de células humanas: una célula madre embrionaria (CMEH) y una línea de fibroblastos humanos.
“Esto nos ayudará a entender mejor cómo una célula enferma se diferencia de una célula normal y mejorará nuestra comprensión de diferentes enfermedades como el cáncer y posiblemente incluso los trastornos mentales”, explica Linda Birnbaum, directora del Instituto Nacional de Ciencias de Salud Ambiental, una de las instituciones que financia este programa.
El análisis de las metilaciones
Las señales epigenéticas pueden jugar con la información genética al menos de dos maneras: la primera se dirige hacia las histonas, una especie de “bovinas” alrededor de las cuales gira el ADN y que controlan el acceso al mismo. La segunda es la metilación de ADN, una modificación química de una de las letras, la C (citosina), de las cuatro (A, G, C y T) que componen nuestro ADN.
Gracias al perfeccionamiento de la técnica en la Arabidopsis thaliana, una planta cuyo genoma es 25 veces más pequeños que el genoma humano, Ryan Lister, investigador post-doctoral en el laboratorio de Ecker, desarrolló una metodología de alto rendimiento para determinar con exactitud si cada C del genoma está metilada o no, estableciendo el mapa resultante del epigenoma sobre el genoma exacto que regula.
Tras la creación de mapas de alta resolución del epigenoma humano, el grupo de Ecker empezará a examinar ahora cómo cambia durante el desarrollo normal y a analizar una serie de estados de enfermedad. “Por primera vez, podremos ver detalles sutiles de cómo la metilación de ADN cambia en las células madre y en otras células a medida que crecen y se desarrollan en nuevos tipos de células”, concluye el investigador.
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Referencia bibliográfica:
Ryan Lister, Mattia Pelizzola, Robert H. Dowen, R. David Hawkins, Gary Hon, Julian Tonti-Filippini, Joseph R. Nery, Leonard Lee, Zhen Ye, Que-Minh Ngo, Lee Edsall, Jessica Antosiewicz-Bourget, Ron Stewart, Victor Ruotti, A. Harvey Millar, James A. Thomson, Bing Ren & Joseph R. Ecker. “Human DNA methylomes at base resolution show widespread epigenomic differences”. Nature, 15 de octubre de 2009.
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