Metilación de las células germinales y transmisión de caracteres epigenéticos entre generaciones

Un estudio llevado a cabo por investigadores del Departamento de Reproducción Animal del INIA analiza si la metilación del ADN de las células germinales porcinas puede participar en la trasmisión de caracteres epigenéticos entre generaciones.

Los resultados, publicados en la revista Clinical Epigenetics, podrían ser muy útiles para los programas de mejora de la especie.

19 de febrero de 2021

La reprogramación epigenética es un mecanismo imprescindible mediante el cual el ADN sufre modificaciones químicas y estructurales, que tiene lugar en el genoma de los mamíferos con un impacto directo sobre la expresión de los genes. Esta reprogramación incluye la modificación de histonas y la eliminación y restablecimiento de la metilación del ADN en dos momentos del desarrollo: durante el desarrollo embrionario preimplantacional y en las células germinales precursoras de los gametos.

La metilación del ADN consiste en la adición de marcas bioquímicas que actuarán regulando la expresión de los genes sin alterar su secuencia. Este proceso es de vital importancia ya que, al modular la expresión génica, afecta directamente al desarrollo embrionario. Estas marcas establecidas se ‘resetean’ en cada generación, borrándose los cambios epigenéticos adquiridos. Sin embargo, recientemente se ha observado en ratones y humanos que hay marcas que no se borran en la reprogramación epigenética de las células germinales, lo cual permitiría trasmitir caracteres epigenéticos entre generaciones.

Para estudiar este fenómeno en porcino, investigadores del Grupo de “Gametogénesis, embriología molecular y transgénesis” del Departamento de Reproducción Animal del INIA, liderados por el Dr. Alfonso Gutiérrez Adán, caracterizaron regiones y elementos genómicos que evaden el mecanismo de borrado de las marcas de metilación en las células germinales de macho y hembra. Estas regiones serian buenos candidatos para trasmitir estas marcas epigenéticas. Sin embargo, cuando los investigadores evaluaron la metilación de estas regiones en blastocistos porcinos, observaron que estas marcas que no se borraban durante la formación de los gametos, se eliminaban durante la reprogramación epigenética en el embrión preimplantacional, descartando por tanto el papel de estas regiones en una posible herencia epigenética a posteriores generaciones.

Muchos de los genes localizados en estas regiones que mantienen la metilación han sido descritos como diferencialmente expresados en macho y hembra durante la determinación del sexo en otras especies, lo que sugiere que estas regiones podrían participar en el proceso de determinación y diferenciación sexual en porcino.

Leyenda de la figura: Secuenciación de las células germinales porcinas

Más información: Gómez-Redondo I, Planells B, Cánovas S, Ivanova E, Kelsey G, Gutiérrez-Adán A. Genome-wide DNA methylation dynamics during epigenetic reprogramming in the porcine germline. Clinical Epigenetics. 2021/02/03 2021;13(1):27. https://doi.org/10.1186/s13148-021-01003-x

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