Tecnología e Investigación Por investigadores del CNIC

Descrito un nuevo mecanismo que controla la transferencia de material genético materno

— Madrid 4 Oct, 2019 - 12:07 pm

Un grupo de científicos del Centro Nacional de Investigadores Cardiovasculares (CNIC) ha descrito en la revista Cell Metabolism un mecanismo implicado en la prevención de los posibles errores que se pueden producir en el proceso de transferencia de material genético, ADN mitocondrial, de las madres a su descendencia.

Los investigadores, coordinados por el doctor José Antonio Enríquez, observaron en modelos experimentales de ratón que, en presencia de múltiples variantes de ADN mitocondrial, este proceso de trasmisión genética de madres a crías se controla mediante dos mecanismos: en primer lugar, durante el desarrollo del ovocito y, posteriormente, durante las primeras etapas del desarrollo embrionario. De esta forma, explican, «se previene la presencia de varios ADN mitocondriales en el nuevo individuo», que puede conducir al desarrollo de enfermedades mitocondriales.

De los más de 20.000 genes humanos, 37 no se encuentran en el núcleo de las células, sino en las mitocondrias, unos pequeños orgánulos celulares que funcionan como factorías energéticas. Este pequeño genoma, que se hereda de las madres, es lo que se conoce como ADN mitocondrial. Al igual que su equivalente nuclear, el genoma mitocondrial presenta una variabilidad genética normal en las poblaciones, tanto de ratones como de humanos.

A diferencia del ADN nuclear, el mitocondrial está presente en múltiples copias por célula, es de herencia exclusivamente materna y no está expuesto a recombinación durante su transmisión entre generaciones. Sin embargo, este genoma sufre una mayor frecuencia de mutaciones. Ello hace que se puedan originar distintas variantes poblacionales no patológicas del genoma mitocondrial denominadas haplotipos.

Variantes mitocondriales

En situaciones normales, todas las copias de ADN mitocondrial de un individuo son sustancialmente idénticas y derivan de la copia masiva de las heredadas de la madre. Pero, a pesar de ello, José Antonio Enríquez apunta que «la mezcla de variantes mitocondriales coexistiendo en una misma célula no es infrecuente. Sin embargo, esta situación, técnicamente denominada heteroplasmia, es combatida en la naturaleza por varios mecanismos».

Los investigadores del CNIC resaltan que «el ADN mitocondrial paterno se degradada activamente tras la fecundación. Así, en el desarrollo de los futuros óvulos se genera un ‘cuello de botella‘ durante la formación del ovocito que disminuye la probabilidad de heteroplasmia. Y, en muy escasas ocasiones, estos procesos pueden fallar y generar individuos heteroplásmicos».

Los especialistas en este campo estudiaron el comportamiento de selección de variantes no patológicas de ADN mitocondrial durante la herencia materna en un modelo experimental de ratón en el cual coexisten dos haplotipos de ADN mitocondrial en todas las células, situación que se transmite entre generaciones.

«En estos estudios, hemos visto cómo, durante la maduración de los óvulos, se selecciona preferentemente uno de las dos variantes y que, posteriormente, se produce una selección de nuevo en etapas tempranas del desarrollo. Estos trabajos han permitido desentrañar los complejos mecanismos responsables de la decisión de seleccionar un genoma mitocondrial u otro, y la razón de dicha elección», concretan los investigadores.

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