Una forma en que las células pueden controlar las actividades de sus genes es agregando pequeñas modificaciones químicas al ADN que determinan qué genes se activan o desactivan. Los grupos metilo son una de estas modificaciones químicas o etiquetas. Los investigadores han descubierto que en las bacterias la metilación del ADN desempeña un papel en la regulación de la virulencia, la reproducción y la expresión génica. En otros organismos, incluidos los humanos, la metilación del ADN es esencial para regular la expresión génica específica de tejido, lo que define la naturaleza de una célula, por ejemplo, si se trata de una célula de la piel o del cerebro.
“El estudio de la metilación del ADN es parte del campo de la epigenética. Es importante porque nos ayuda a comprender por qué un tipo particular de bacteria causa una enfermedad más grave que otra o cómo una célula normal puede cambiar y dar lugar a enfermedades, como cáncer”, dijo el autor correspondiente, el Dr. Tao Wu, profesor asistente de genética molecular y humana en el Colegio de Medicina de Baylor. El Wu Lab es un laboratorio de epigenética del cáncer. Su objetivo a largo plazo es superar la resistencia terapéutica del cáncer mediante una mejor comprensión del papel de la epigenética en esta enfermedad.
En las bacterias, hay tres formas diferentes de metilación del ADN. El más común es el que marca la base del ADN o el bloque de construcción adenina (N6-metiladenina o 6mA). Los otros dos marcan la citosina base del ADN (N4-metilcitosina o 4mC y 5-metilcitosina o 5mC). Aunque hay muchos métodos para estudiar la metilación del ADN, unos pocos pueden mapear de manera eficiente los tres tipos simultáneamente, explicó Wu.
“Se pensaba que los organismos distintos de las bacterias, incluidos los mamíferos, en su mayoría solo usaban etiquetas de metilcitosina (5 mC) para regular la actividad de los genes. Pero en 2016, cuando estaba en la Universidad de Yale, informamos en Naturaleza el descubrimiento de que el ADN 6mA también está presente en los mamíferos”, dijo Wu. “Este hallazgo abrió un nuevo conjunto de posibilidades en el estudio de la epigenética del cáncer”.
Los métodos tradicionales para estudiar los 5mC no capturan la metilación de adenina en tejidos de mamíferos. “Esto nos motivó a desarrollar un método novedoso para perfilar no solo 6 mA, sino también 4 mC y 5 mC”, dijo Wu.
En el estudio actual, publicado en la revista biología del genoma, Wu y sus colegas informan sobre el desarrollo de un método de secuenciación de base química para cuantificar diferentes marcadores epigenéticos simultáneamente. Su método, llamado NT-seq, abreviatura de tratamiento con nitrito seguido de secuenciación de próxima generación, es un método de secuenciación para detectar múltiples tipos de metilación del ADN en todo el genoma. El método también puede amplificar muestras clínicas limitadas, algo que otros métodos no pueden hacer.
“Demostramos que NT-seq puede detectar 6 mA, 4 mC y 5 mC tanto en células bacterianas como no bacterianas, incluidas las células de mamíferos”, dijo Wu. “En comparación con otros métodos, NT-seq es eficiente, rentable, más rápido y tiene una alta resolución. Algunas de sus limitaciones son específicas de la composición particular de algunos genomas. Tenemos sugerencias en el documento sobre cómo compensar esta limitación. “
“Estamos entusiasmados con NT-seq”, dijo Wu. “Puede descubrir nuevos patrones o motivos de metilación del ADN, validar los resultados obtenidos con otros métodos, generar conjuntos de datos para desarrollar herramientas de aprendizaje automático para el análisis de la metilación y allana el camino para avanzar en el estudio epigenético del ADN genómico 6mA en organismos no bacterianos, incluidos estudios sobre la epigenética del cáncer”.
Otros colaboradores de este trabajo incluyen al primer autor líder Xuwen Li, Shiyuan Guo, Yan Cui, Zijian Zhang, Xinlong Luo, Margarita T. Angelova, Laura F. Landweber y Yinsheng Wang. Los autores están afiliados a una o más de las siguientes instituciones: Baylor College of Medicine, University of California Riverside, Columbia University, Baylor’s Huffington Center on Aging y Dan L Duncan Comprehensive Cancer Center.
Este trabajo cuenta con el apoyo de subvenciones de CPRIT (RR180072), NIH (R35 ES031707) y un premio académico científico del Centro Rivkin.
Fuente de la historia:
Materiales proporcionados por Facultad de Medicina de Baylor. . . . Original escrito por Anna Maria Rodriguez, Ph.D. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.