Surgen nuevas técnicas para analizar la función de los genes

Lo más novedoso de la investigación es que se puedan estudiar mosaicos genéticos múltiples en vertebrados, algo nunca antes visto, para identificar así el papel de estos genes en la biología molecular.

Redacción. Madrid | 10/08/2017 18:00

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Los autores sostienen en sus manos ilustraciones de células que expresan diferentes combinaciones de membranas y núcleos de proteínas fluorescentes. (CNIC)

Investigadores del Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares Carlos III (CNIC) han desarrollado nuevos métodos para inducir y analizar mosaicos genéticos. Esta situación se da cuando en un tejido celular hay varios subgrupos de células con un genotipo distinto y conocido. Estos métodos, publicados en la revista Cell, permitirán que cualquier investigador genere mosaicos genéticos multiespectrales en modelos de investigación de animales vertebrados, como son el ratón o el pez cebra.

Entender cómo funcionan e interaccionan distintos genes entre sí durante el desarrollo de órganos o en procesos patológicos es lo que busca esta nueva tecnología. De hecho, los genes codifican la información necesaria para sintetizar proteínas, los elementos básicos para el funcionamiento de nuestras células.

La capacidad para modificar la actividad génica ha cambiado radicalmente la manera en la que se estudian procesos de relevancia biológica o biomédica. Actualmente, la mayoría de investigadores analizan la función de un único gen a la vez, mediante la modificación de su actividad, ya sea aumentándola o eliminándola, en parte de las células de un órgano o de un animal. El análisis de las alteraciones que dichas modificaciones genéticas producen en el desarrollo, funcionamiento o enfermedad del órgano o animal, permiten entender la función del gen estudiado en estos procesos.

Los mosaicos genéticos inducibles permiten estudiar cómo se comportan células con distintos genotipos en un mismo ambiente celular

"Asimismo, en el caso de ensayos experimentales utilizando mosaicos genéticos inducibles, estas alteraciones se inducen únicamente en algunas células del animal (células mutantes) manteniendo el resto sin alterar (células normales). El uso de mosaicos genéticos inducibles es muy importante, ya que permite estudiar cómo se comportan células con distintos genotipos en un mismo ambiente celular, por lo que cualquier diferencia en su comportamiento se debe a la alteración genética inducida", ha señalado Rui Benedito, responsable del estudio.

El análisis de mosaicos genéticos es un método científico común en organismos invertebrados como la mosca de la fruta, debido a su facilidad experimental, lo que ha contribuido enormemente al conocimiento de la función de los genes y su papel en la biología celular. Sin embargo, tal y como han señalado los investigadores en su trabajo, el estudio de mosaicos genéticos en el ratón, el principal modelo de investigación biomédica, ha estado mucho más limitado, debido a una mayor dificultad técnica para generar e insertar las moléculas de ADN necesarias en su genoma.

Mosaicos múltiples en ratones

Por todo ello, y con el objetivo de estudiar mosaicos genéticos en ratones, los investigadores del Laboratorio de Genética Molecular de la Angiogénesis del CNIC han desarrollado nuevos métodos de biología molecular y transgénesis que permiten inducir simultáneamente, en un solo ratón, diversas modificaciones genéticas en mosaico, asociadas a la expresión de distintos marcadores fluorescentes detectables por microscopia multiespectral de alta resolución.

Para facilitar el uso de estas nuevas herramientas genéticas por otros laboratorios, los investigadores del CNIC inicialmente desarrollaron una estrategia de ingeniería de ADN de código abierto, que puede ser utilizada por cualquier investigador y que simplifica la producción de grandes moléculas de ADN conteniendo los genes y los marcadores fluorescentes que se pretenden expresar.

"Esta tecnología permite, por primera vez, inducir y analizar mosaicos genéticos múltiples, de manera combinatoria, en distintas células individuales de un mismo ratón. Como todas las distintas poblaciones celulares se encuentran en el mismo animal o tejido, y se pueden detectar simultáneamente, el análisis de las diferencias entre sus comportamientos permitirá obtener datos más precisos y reveladores sobre la función de los genes estudiados, que los obtenidos con procedimientos de análisis genético tradicionales, que requieren el estudio y comparación de células presentes en distintos animales, con o sin modificaciones genéticas", ha zanjado Benedito.