Investigadores del IMB estudian el origen de la replicación del ADN en células humanas y levadura

José Pichel Andrés/DICYT Hace casi un año, investigadores del Instituto de Microbiología Bioquímica (IMB) de Salamanca publicaron un artículo en Genes and Development que describía cómo las células humanas realizan múltiples copias de fragmentos del genoma en una fase inicial de la duplicación de su ADN (ácido desoxirribonucleico). El hallazgo fue una gran sorpresa, puesto que se creía que una célula realizaba la copia de su información genética una única vez y de manera homogénea. En la actualidad, el equipo sigue trabajando en la misma línea de investigación, acerca del origen de la replicación del ADN, y lo hace tanto con células humanas como en las células de la levadura Schizosaccharomyces pombe, un modelo más fácil de manipular. Francisco Antequera, ha explicado hoy en un seminario del Centro del Cáncer que encontrar también lo que llamaron rereplicación en levadura supondría un gran salto para la investigación.

"En nuestro grupo estamos interesados en la replicación del ADN, en concreto en sus orígenes, y para estudiarlo utilizamos dos sistemas: células humanas y células de levadura", ha señalado en declaraciones a DiCYT. "Los sistemas son muy distintos, pero el proceso básico es muy parecido. Nosotros utilizamos los dos para aprovechar las ventajas de cada uno. En el caso de la levadura, la ventaja es que se pueden realizar manipulaciones genéticas con más facilidad, es decir, que el sistema permite realizar una manipulación que no permiten las células humanas", ha apuntado.

"Hace un año descubrimos en células humanas que la iniciación de la replicación va acompañada de la generación de moléculas pequeñas que significan que en la zona en la que se inicia dicha replicación existe una rereplicación". Este paso era "desconocido e inesperado", porque uno de los "dogmas" en este campo era que cada región del genoma se replica una única vez. Pasado un tiempo, "estamos trabajando en las implicaciones que esto tiene, estudiando si ese paso que hemos llamado rereplicación es un requisito para que se inicie la replicación o es una consecuencia de la misma". Para saber más de ese fenómeno el objetivo es "bloquear esa actividad y observar cómo afecta al origen de la replicación, ver la mecánica de cómo ocurre".

Manipulación más precisa en levadura

Sin embargo, desconocen si el fenómeno descrito en Genes and Development ocurre en la levadura. "Si fuese así, el acercamiento al proceso sería mucho más accesible, lo cual nos permitiría hacer una manipulación genética más precisa, poner y quitar regiones de ADN y estudiar la bioquímica con mucho más detalle". En este sentido, volviendo al principio, "encontramos la ventaja de trabajar con los dos sistemas a la vez, porque estamos interesados en el proceso de la iniciación". Por todo ello, encontrar la rereplicación en Schizosaccharomyces pombe "sería algo estupendo", afirma Antequera.

En general, su trabajo con la levadura se centra en intentar averiguar cómo se distribuyen los orígenes de la replicación en el genoma y la relación que tiene la activación de los orígenes de la replicación o su localización con los otros dos procesos básicos del ADN: la transcripción o expresión de los genes y la recombinación genética. "Estudiar esto en levadura nos permite tener una visión de conjunto de todo el genoma, cómo ocurre la replicación del genoma y cómo afecta a la transcripción y a la recombinación".

Relación con cáncer

El ADN se reproduce de manera idéntica, lo que permite que en el proceso de reproducción celular la información genética pase de una célula madre a las células hijas. Por lo tanto, todos los fenómenos que tiene lugar en este proceso, como la replicación del ADN, tienen implicaciones en cualquier anomalía de la reproducción celular, como es el caso del cáncer, que se caracteriza por ser una proliferación celular descontrolada. "Una de las causas de inestabilidad genómica son los defectos en replicación del ADN", comenta Antequera en este sentido. De hecho, "dicha replicación es una fuente continua de alteraciones, de manera que la célula dedica un número de genes enorme para establecer un sistema de reparación y de mantenimiento de la integridad del ADN. Las implicaciones que tiene esto en levadura serían extrapolables a las células humanas, ya que podrían tener su paralelismo en estas últimas", agrega el científico.