Aproximadamente 4,5 millones de secuencias de ADN derivadas de elementos transponibles (TE, por sus siglas en inglés), entidades similares a virus que “saltan” y ayudan a regular la expresión génica, se diseminan por todo el genoma humano.

Los TE son motores esenciales de la evolución, ya que pueden perturbar, activar o inactivar genes, mover trozos de cromosomas y servir como puntos calientes para la recombinación genética.

Un papel importante en la neurogénesis

Se sabe que los elementos transponibles logran esto al unirse a factores de transcripción, que son proteínas que regulan la tasa de transcripción de ADN a ARN, lo que influye en la expresión génica en una amplia gama de eventos biológicos.

Ahora, un equipo internacional de científicos dirigidos por investigadores de la Escuela Politécnica Federal de Lausana en Suiza, evidenció que los elementos transponibles juegan un papel importante en influir en el desarrollo del cerebro humano.

Los elementos transponibles son motores esenciales de la evolución, ya que pueden perturbar, activar o inactivar genes, mover trozos de cromosomas y servir como puntos calientes para la recombinación genética.

Los científicos demostraron que los elementos transponibles regulan el desarrollo del cerebro al asociarse con dos proteínas especializadas de la familia de proteínas conocidas como “proteínas con dedos de zinc que contienen cajas asociadas a Krüppel” (KZFP).

En el año 2019, un estudio mostró que los KZFP moderaban la actividad reguladora de los elementos transponibles en los primeros días de vida del feto, sin embargo, los autores sospecharon que estas secuencias reguladoras se activaban posteriormente para orquestar el desarrollo y la función de tejidos adultos.

Juego de proteínas

El equipo identificó dos KZFP específicos de primates y encontró que se expresan en regiones específicas del cerebro humano en desarrollo y adulto. Además, observaron que estas proteínas seguían controlando la actividad de los elementos transponibles, al menos en neuronas y organoides cerebrales cultivados en el laboratorio.

Como resultado, estos dos KZFP influyeron en la diferenciación y el perfil de neurotransmisión de las neuronas, y protegieron a estas células contra las respuestas inflamatorias que de otro modo se desencadenarían si sus elementos transponibles diana se dejaban sin expresar.

Los investigadores evidenciaron que los elementos transponibles juegan un papel importante en influir en el desarrollo del cerebro humano.

Respecto a estas observaciones, el investigador Didier Trono, catedrático en la Facultad de Ciencias de la Vida de la EPFL y autor principal del estudio, comentó:

“Estos resultados revelan cómo dos proteínas que aparecieron recientemente en la evolución han contribuido a dar forma al cerebro humano al facilitar la cooptación de elementos transponibles, estas entidades parecidas a virus que han ido remodelando nuestro genoma ancestral desde los albores de los tiempos”.

Los hallazgos de este estudio, señalan los autores, también sugieren posibles mecanismos patogénicos para enfermedades como la esclerosis lateral amiotrófica u otros trastornos neurodegenerativos o del neurodesarrollo, proporcionando pistas para la prevención o el tratamiento de estos problemas.

Referencia: Primate-restricted KRAB zinc finger proteins and target retrotransposons control gene expression in human neurons. Science Advances, 2020. https://doi.org/10.1126/sciadv.aba3200