Quan els petits senyals epigenòmics importen
Un equip de recerca de l'Institut de Biologia Evolutiva (IBE) ha descobert que els senyals més febles de regulació genòmica poden tenir un paper rellevant a l'evolució dels humans i altres primats.
L'equip ha comparat els senyals epigenètics d'ampli espectre en línies cel·lulars d’humans i altres primats i ha identificat alguns elements de regulació específics en humans directament involucrats en funcions neuronals al cervell.
Publicada a Nature Communications, la recerca apunta a que els elements dèbils podrien donar informació sobre la regulació dels gens en diversos òrgans al llarg de la història evolutiva dels humans i altres primats.
Tot i que cada organisme té un únic genoma - una única seqüència de gens - , cada individu disposa de molts epigenomes. Un epigenoma està format per compostos químics i proteïnes que poden unir-se a l'ADN i regular l'acció dels gens, bé activant-los o desactivant-los o bé produint proteïnes específiques a un òrgan o teixit. En ser un material molt dinàmic, pot aportar molta informació per a aclarir l'evolució dels diferents teixits i òrgans que conformen l'organisme.
Ara un equip de l'Institut de Biologia Evolutiva (IBE), un centre mixt del Consell Superior d’Investigacions Científiques (CSIC) i de la Universitat Pompeu Fabra (UPF), ha realitzat l'estudi més extens fins a data d'avui sobre els elements reguladors del genoma dels primats. En el seu exhaustiu anàlisi, l'equip de recerca liderat per Tomàs Marquès-Bonet, investigador principal al grup de Genòmica Comparativa de l'IBE, ha analitzat un espectre molt ampli de senyals de regulació dels gens en grans simis i humans, incloent senyals febles passats per alt en treballs anteriors. L'estudi coliderat per l’investigador David Juan de l’IBE ha revelat que en humans els senyals de regulació més dèbils - que habitualment no s'estudien - tenen un paper rellevant en la regulació de gens vinculats al cervell. La recerca obre la porta a desxifrar l'impacte que aquests senyals poden tenir en l'evolució dels humans i d'altres primats.
L’equip de l’IBE ha fet l’estudi més exhaustiu fins a data d’avui sobre els elements reguladors del genoma dels primats
L'equip de recerca ha analitzat els senyals epigenòmics en línies cel·lulars de grans simis i humans amb molta resolució. En particular, la recerca aporta noves dades epigenòmiques de quatre espècies de grans simis i altres primats: ximpanzés, goril·les, orangutans i macacos.
"A l'estudi vam fer servir línies cel·lulars limfoblastoides d’humans i altres primats perquè proporcionen una base sòlida com a model. Posteriorment, vam comparar els senyals epigenòmics entre les diferents espècies, incloent els senyals més febles a l'anàlisi", comenta Raquel García, doctorada al grup de Genòmica Comparativa de l’IBE i primera autora de l’article.
"Quan ens vam concentrar en detectar aquelles característiques específiques d’humans en els senyals epigenòmics més febles, vam veure que estan relacionades amb funcions pròpies del cervell", explica Paula Esteller, estudiant de doctorat al grup de Marquès-Bonet i coautora de l’estudi. "Això obre la porta a estudiar el rol dels senyals epigenòmics dèbils en profunditat, doncs podrien tenir un paper important en diversos òrgans d'humans o altres primats".
S’han inclòs en l’estudi els senyals epigenòmics febles, normalment ignorats, i s’ha vist que en humans estan relacionats amb funcions del cervell
L’estudi, desenvolupat amb cèl·lules limfoblastoides, força accessibles i fàcils de cultivar, suggereix que aquest model podria proporcionar informació d’altres teixits molt més inaccessibles, com és el cas del cervell. La recerca podria ajudar a entendre com es regulen les cèl·lules dels primats i quins d'aquests mecanismes s'han conservat al llarg de l'evolució. El treball també aporta un ampli recurs de dades genòmiques i epigenòmiques en primats que es posen a disposició de tota la comunitat científica.
Article de referència: García-Pérez, R. et.al. Nature Communications, 2021; Epigenomic profiling of primate lymphoblastoid cell lines reveals the evolutionary patterns of epigenetic activities in gene regulatory architectures; DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-021-23397-1