El esperma tiene memoria…epigenética

Una investigación responde al enigma acerca de cómo se gestan los cambios epigenéticos

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Getty ImagesCRIS BOURONCLE

Los estudios sobre poblaciones humanas y modelos animales sugieren que las experiencias del padre, como la dieta o el estrés ambiental, pueden influir en la salud y el desarrollo de sus descendientes. Pero cómo estos efectos se transmiten a través de generaciones, sigue siendo un misterio.

Los cambios epigenéticos no alteran las secuencias de ADN de los genes, sino que implican modificaciones químicas en el ADN mismo o en las proteínas histona con las que el ADN se empaqueta en los cromosomas. Estas modificaciones influyen en la expresión de genes, activando o desactivando genes en diferentes células y en diferentes etapas de desarrollo. La idea de que las modificaciones epigenéticas pueden causar cambios en la expresión génica que se transmiten de una generación a otra, conocida como “herencia epigenética transgeneracional”, es actualmente el centro de importantes investigaciones científicas.

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El laboratorio de Susan Strome ha progresado de manera constante para desentrañar los mecanismos detrás de este fenómeno, utilizando un pequeño gusano llamado Caenorhabditis elegans, para mostrar cómo las marcas en los cromosomas que afectan la expresión de genes, pueden transmitirse de los padres a descendencia. En un reciente artículo, publicado en Nature Communications, el equipo de Strome se ha centrado en la transmisión de marcas epigenéticas mediante el esperma de C. elegans.

Durante muchos años, se pensó que los espermatozoides no retienen histonas y, por lo tanto, no podían transmitir información epigenética basada en estas proteínas a su descendencia. Sin embargo, estudios recientes han demostrado que aproximadamente el 10% del empaquetamiento de histonas se retiene tanto en el esperma humano como en el de ratón.

Su laboratorio se centró en una marca epigenética particular (H3K27me3) que ha sido bien establecida como una marca de expresión génica reprimida en una amplia gama de organismos. Los investigadores encontraron que su eliminación de los cromosomas de los espermatozoides hace que la mayoría de las crías sean estériles. El paso siguiente era establecer si es suficiente para guiar el desarrollo normal de la línea germinal.

Los investigadores abordaron esto analizando un gusano mutante en el que los cromosomas del esperma y el óvulo se separan en la primera división celular después de la fertilización, de manera que una célula del embrión hereda solo los cromosomas de la esperma y la otra célula hereda solo los cromosomas del óvulo (normalmente la célula de un embrión hereda los cromosomas tanto del óvulo como del esperma). Este patrón inusual de segregación cromosómica permitió a los investigadores generar gusanos cuya línea germinal heredó solo los cromosomas de los espermatozoides y, por lo tanto, solo las marcas epigenéticas de los espermatozoides. Esos gusanos resultaron ser fértiles y tenían patrones normales de expresión génica.

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“Estos hallazgos – explica Strome en un comunicado –, muestran que el empaquetamiento de ADN en el esperma es importante, porque la descendencia que no heredó las marcas epigenéticas del esperma normal era estéril y es suficiente para el desarrollo normal de la línea germinal”.

Al demostrar la importancia de la información epigenética transportada por el esperma, el estudio actual establece que si el entorno experimentado por el padre cambia la epigenética de los cromosomas de esperma, podría afectar a la descendencia.

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