Cuando las madres desactivan los genes de los padres en el embrión
"Con nuestro trabajo, pudimos destacar un aspecto único de la biología, una porción de la amplia diversidad de la naturaleza"
En los humanos, y en muchas otras especies, tanto los genes heredados de la madre como los del padre influyen en el desarrollo de los embriones. Sin embargo, en la hepática Marchantia polymorpha, la madre tiene el control total, como han descubierto ahora los investigadores del laboratorio Berger del GMI. En un estudio publicado en eLife, los investigadores demuestran que la "planta madre" tiene el control total e inactiva por completo los genes paternos en sus embriones para asegurarse de que se desarrollan correctamente.
Ilustración: Adaptación de un personaje de anime de un embrión de Marchantia (estructura esférica) desarrollándose dentro del tejido materno (células verdes).
©GMI/floorfour
Los seres humanos tenemos dos juegos de cromosomas, uno materno y otro paterno, y ambos suelen aportar rasgos al individuo, dependiendo de los genes que se expresen; esto es lo que nos convierte en "diploides". Pero no es el caso de todos los seres vivos:
Las algas y los parientes de los musgos, incluidas las hepáticas, pasan la mayor parte de su ciclo vital con un solo juego de cromosomas. La hepática sólo tiene una breve fase diploide, cuando el material genético de una célula germinal materna y otra paterna se combinan para dar lugar a un embrión, transportado dentro del tejido materno. En esta breve fase como diploide, la planta necesita disponer de un mecanismo para hacer frente a la duplicación de su material genético.
Uno de estos mecanismos es el silenciamiento de una copia de un gen, también llamado "impronta genómica parental". Con la impronta genómica, incluso un cromosoma entero puede ser inactivado permanentemente, como es el caso de uno de los dos cromosomas X en las mujeres. "La impronta genómica parental sólo se había identificado en especies que innovaban tejidos extraembrionarios que canalizan los nutrientes de la madre al embrión, como la placenta en los mamíferos y el endospermo en las plantas con flores", afirma Frédéric Berger, jefe de grupo del GMI - Instituto Gregor Mendel de Biología Molecular de Plantas de la Academia Austriaca de Ciencias.
Un mecanismo de adaptación genómica dirigido por los genes maternos
Los embriones de las hepáticas también crecen dentro de los tejidos maternos, pero a diferencia de los mamíferos, su desarrollo no implica tejidos extraembrionarios. Teniendo en cuenta estos factores, el grupo de investigación de Berger se propuso investigar la existencia de mecanismos de impronta genómica parental en Marchantia.
"Descubrimos que Marchantia inactiva completamente los cromosomas paternos en el embrión, incluso antes de la fusión de los genomas paterno y materno. De este modo, Marchantia mantiene una haploidía funcional incluso durante la corta etapa en la que se convierte en diploide", dice el primer autor Sean Montgomery, recién graduado del laboratorio Berger en el GMI. El equipo también descubrió que la marca molecular depositada en la totalidad de los cromosomas paternos se mantiene durante todo el desarrollo del embrión. "Por tanto, el desarrollo del embrión depende únicamente de la expresión de los genes maternos. En cierto modo, los genes maternos tienen un control total. Alterar este proceso conduce a la expresión de los genes paternos y a la muerte del embrión", explica Berger.
Rascando la superficie de la diversidad de la naturaleza
El mecanismo de silenciamiento que el equipo ha descrito en la hepática no es nuevo. Este silenciamiento selectivo está mediado por el Complejo Represivo de Polycomb 2 (PRC2). Sin embargo, este mecanismo preciso aún no se había asociado al silenciamiento de cromosomas enteros.
Como los ancestros de la hepática son considerablemente más antiguos que los de los mamíferos o las plantas con flores, los hallazgos sugieren que los mecanismos de impresión evolucionaron mucho antes de lo que se conoce actualmente. Además, Berger y su equipo proponen que este fenómeno ha evolucionado múltiples veces en diversas formas de vida y que aún quedan muchos mecanismos de impronta por descubrir. "Con nuestro trabajo, hemos podido poner de relieve un aspecto único de la biología, una porción de la amplia diversidad de la naturaleza", concluye Montgomery.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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