¿Cómo se hereda la memoria epigenética?

La epigenética está de moda. ¿Pero de qué se trata? La epigenética puede definirse como el interlocutor entre la genética y el ambiente, la mecánica responsable de las variaciones en la expresión escrita de los genes ante el estrés ambiental, como asegura creciente evidencia científica durante estos últimos años. Así, las modificaciones epigenéticas no afectan a la secuencia escrita de ADN de los genes, pero sí cambian cómo éste ADN se empaqueta y, por lo tanto, cambia cómo se expresan los genes. Me gustó mucho la definición que me hizo recientemente una amiga mía de este mecanismo: “nacemos con todo escrito y con nada escrito”. Porque si bien el ADN nunca cambia, sí que cambia la manera de “mostrarse al exterior”. Y en mucha parte depende de nuestro entorno y estilo de vida (alimentación,  hábitos y estilo de vida).

Varios estudios han señalado la posibilidad de que estos mecanismos epigenéticos puedan heredarse de padres a hijos. ¿Pero cómo podría ocurrir esto si no se hace a través de la “escritura” de los genes? Un estudio realizado por científicos de la Universidad de California ha mostrado que la memoria epigenética podría ser transmitida a través de generaciones y de célula a célula durante el desarrollo embrionario. El trabajo se ha publicado en la prestigiosa revista Science.

Marcadores que apagan genes

Los investigadores se han centrado en una modificación epigenética bien estudiada hasta ahora: la metilación de una proteína de empaquetamiento del ADN denominada histona H3. Es bien conocido que la metilación de un aminoácido particular de la histona H3 (lisina 27) “apaga” o “reprime” genes, y esta marca epigenética se encuentra en todos los animales multicelulares. El debate que se había producido hasta ahora era si este conocida marca epigenética de metilación podía transmitirse de generación en generación a través de las divisiones celulares. Los científicos han constatado que sí.

Los científicos crearon en el laboratorio helmintos (gusanos) con una mutación que elimina la enzima responsable de realizar la marca de la metilación comentada más arriba, y luego los criaron junto con gusanos normales. Con el uso de marcadores fluorescentes, fueron capaces de rastrear el destino de los cromosomas con marca epigenética y sin ella bajo el microscopio, desde los óvulos y el esperma a las células en división de los embriones tras la fecundación. Los embriones de los óvulos mutantes fecundados por esperma normal tuvieron seis cromosomas metilados (de los espermatozoides) y seis sin marca epigenética o cromosomas “desnudos” (del óvulo).

A medida que los embriones se desarrollan, las células replican sus cromosomas y se dividen. Los investigadores encontraron que cuando un cromosoma son marca epigenética se replica, los dos cromosomas hijos también aparecen con la marca. No obstante, sin la enzima necesaria para la metilación de la histona, las marcas epigenéticas se van diluyendo progresivamente con cada división celular.

Tras este primer experimento, los investigadores la prueba inversa: fertilizaron óvulos normales con esperma mutantes. La enzima de metilación (denominada PRC2) normalmente está presente en los óvulos, pero no en el esperma. Así, pues, como resultado, los embriones del nuevo experimento presentaron también seis cromosomas desnudos (esta vez del esperma) y seis cromosomas con marca epigenética (de los óvulos). La diferencia es que esta vez también incorporaban la enzima de metilación PRC2. Esta enzima mantiene la marca de los cromosomas a lo largo de las divisiones. Del mismo modo, los cromosomas desnudos se mantienen desnudos división tras división. Esto muestra, según los investigadores, que el patrón de marcas de que heredado se transmite a través de múltiples divisiones celulares.

Los investigadores están prácticamente convencidos que estos resultados podrían extrapolarse a otros organismos, a pesar de que en estos otros organismos el mecanismo estudiado se utilice para regular otros genes en otros aspectos del desarrollo. Sea como sea, todos los animales usan la misma enzima para crear la misma marca de metilación como señal para la represión de genes. Tampoco consideran la herencia epigenética como un campo resuelto, ni mucho menos, básicamente porque existen muchos marcadores epigenéticos por estudiar. Consideran que han resuelto una pieza de un gran puzle, y sólo a través del microscopio.

Fuente | Sciencedaily

Imagen | Laura J. Gaydos