El tango de los cromosomas

Uno de los aspectos más sorprendentes del desarrollo embrionario de los mamíferos es que, en las mujeres, que se acompaña de la inactivación temprana de uno de los dos cromosomas X, el maternos o paternos de la. 
Al observar este fenómeno en vivo, en las células de ratón, el equipo de Edith Heard (Instituto Curie / CNRS UMR 3215/Inserm U934) revela cómo es la opción para desactivar el cromosoma X. Este mismo equipo también muestra la gran diversidad de estrategias para lograr la extinción de los dos cromosomas X en los mamíferos durante el desarrollo y durante la evolución.De la célula y la naturaleza mostrar estos trabajos innovadores en línea.

El sistema de determinación del sexo en la mayoría de los mamíferos se basa en los dos cromosomas sexuales: los hombres tienen un X y un cromosoma Y, mientras que las hembras tienen dos cromosomas X El cromosoma Y, más pequeño que el cromosoma X, contiene muchos menos genes.Pero la naturaleza de su generosidad restablece la paridad genética, ya que, en las mujeres, uno de los cromosomas X (uno heredado de la madre o el padre) se inactiva durante el desarrollo embrionario temprano y los genes de unos 2.000 llevado por la misma son «off».

«En ratones, la extinción del cromosoma X durante el desarrollo embrionario sigue la compleja dinámica. El cromosoma X paterno es inicialmente de forma sistemática inactiva y reactivada a continuación. Sólo en un segundo tiempo, lo que sucede inactivación al azar de cualquiera de las X que resulta en un mosaico de poblaciones de células, algunas de las cuales expresan el X materno y otros del cromosoma X paterno « , explica Edith Heard el líder del equipo «epigénesis y desarrollo de los mamíferos» (Institut Curie / CNRS UMR 3215/Inserm U934).

Una vez establecido en las células somáticas (1), la inactivación es estable y se transmiten a través de las divisiones celulares.En todas las células de los mamíferos hembras, uno de los dos cromosomas X está inactivo, mientras que su homólogo, presente en el mismo núcleo, se mantiene activa.

Reactivación completa o parcial del cromosoma X se observa ocasionalmente durante un proceso normal en células germinativas o debido a un error en células cancerosas.

¿Cómo este cromosoma no se ilumina durante el desarrollo? Ya se sabe que esta inactivación no depende de un cambio en la naturaleza de los genes, pero un cambio en la forma en que se expresan. Sin embargo, ¿cómo es la elección entre estos dos cromosomas sigue siendo una cuestión abierta.

En concreto, una región específica del centro de inactivación del cromosoma X, produce una transcripción no codificante (2), Xist , lo que hace «silenciosos» Los genes que se refiere. Pero las cosas no son «simples», porque otra no codificante del ARN, Tsix, tiene la capacidad de bloquear la producción de Xist. Una especie de «rivalidad» es lo que organiza entre Xist y Tsix que conduce a la extinción de uno de los dos cromosomas X

Equipo de Edith Heard tiene por primera vez para visualizar en la coreografía en tiempo real espacio-temporal de los cromosomas X durante la diferenciación temprana de células madre embrionarias en ratones. «No todo está determinado por los genes y las interacciones entre los cromosomas, incluidos los contactos entre las regiones específicas de la misma, son más a menudo asociados con la regulación de genes y la expresión. De ahí el interés de seguir en vivo los mecanismos que ocurren en las células «, dice Edith oyó.

Es un tango real entre los dos X atendidos por los investigadores durante la diferenciación celular. La aceleración, la languidez, la reconciliación, lejos … son las coreografías y ritmos en vivo loci (3) ( Tsix , Xist …) para la extinción del cromosoma X Al principio de diferenciación, se acelera el tango: se multiplican los loci interacciones cortas entre ellos. A continuación, el Tsix tomada languidez, siendo alrededor de 45 minutos por lo cerca que están casi «pegados» el uno al otro.

¿Qué está pasando allí entre ellos? Los investigadores muestran que después de la reconciliación, el locus de Tsix se apaga temporalmente en uno de los dos cromosomas X, lo que probablemente causó la sobreexpresión y la posterior acumulación de Xist en este cromosoma. Esto a largo plazo parece desencadenar una asimetría en la expresión de Xist y por lo tanto iniciar la opción de apagar el cromosoma X.

Estos trabajos han logrado en ratones, uno de los primeros en la visualización in vivo de la dinámica de las regiones cromosómicas implicadas en la extinción del cromosoma X «Por lo tanto muestran que las interacciones transitorias entre dos cromosomas pueden participar en la regulación la expresión de genes en las células exacta « agregó Edith oyó.

Todo el mundo tiene su danza para regular la expresión de X

Aunque la inactivación del cromosoma X en las mujeres parece ser un fenómeno de conservación de los mamíferos, la forma en que se puso en ratones no necesariamente refleja lo que sucede en otras especies. Equipo de Edith Heard, junto con la de Veronique Duranthon (UMR 1198 INRA-AENV), se interesó por el grado de conservación de la inactivación del cromosoma X entre los mamíferos diferentes. Demuestran que en los embriones humanos o de conejo, el establecimiento de esta inactivación temprana sigue una cinética muy diferentes de las del ratón. La regulación de Xist parece muy diferente entre las especies, aunque el objetivo – es decir, la inactivación de uno de los dos cromosomas X – sigue siendo el mismo. Considerando que, durante la embriogénesis temprana en ratones, el cromosoma X paterno se inactiva y luego reactivarse de manera sistemática, este tipo de regulación no se encuentra en los seres humanos o conejos. Igualmente, aunque Tsix desempeña una función importante en la inactivación aleatoria X en ratones, no parecen tener un equivalente en humanos y conejos.

«Algunos de los comentarios formulados con anterioridad en ratones no necesariamente se puede extender a otras especies.Sin embargo, la comprensión del proceso de inactivación del cromosoma X en los mamíferos se basa en muchos estudios realizados en ratones, que sigue siendo una bella modelo para la comprensión de los mecanismos epigenéticos « , explica Edith oyó.

Durante la evolución, los mamíferos han adoptado estrategias ligeramente diferentes para establecer «la igualdad genética» entre los sexos.

 

danza de los cromosomas


© E. Heard / Institut Curie

El azul corresponde a marcar el núcleo, los cromosomas X en el gen de Xist verde y rojo


 

Notas:

(1) Las células somáticas son todas las células animales que nunca va a ser la fuente de esperma y óvulos, a diferencia de las células germinales. Las células somáticas representan la inmensa mayoría de las células que constituyen un individuo. (2) no codificante Transcrito: este es un ARN, derivado de la transcripción del ADN, que no se traduce en proteína. (3 ) Un locus es una ubicación física precisa e invariable en un cromosoma.

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