Conexión molecular entre el crecimiento del embrión y la presencia de nutrientes

AHCY, una proteína sensor del metabolismo de nutrientes, es un activador directo de genes implicados en la proliferación de las células madre embrionarias. Así concluye un estudio que abre la puerta al diagnóstico molecular y la predicción de posibles problemas de fertilidad en humanos.

SINC | | 06 marzo 2019 20:00

Grupo de investigación liderado por Luciano Di Croce. / CRG 2018-19

Cuando un óvulo y un espermatozoide se unen, comienza un complejo proceso de división celular que dará lugar a un nuevo ser vivo. De hecho, todas las células del organismo proceden de células madre embrionarias que deben dividirse de forma controlada y precisa para formar los órganos y tejidos del embrión.

Sin embargo, todavía quedan muchas preguntas sin resolver: cómo las células madre logran controlar ese proceso de división acelerado sin descontrolarse, qué les ocurre a las células tumorales, y cómo la velocidad de división se adecua a las provisiones energéticas y moleculares de que disponen en cada momento.

Los científicos han descrito una función desconocida de la proteína AHCY que regula la activación de genes en las células madre embrionarias

Ahora, investigadores del Centro de Regulación Genómica (CRG) y el Barcelona Institute of Science and Technology (BIST) han identificado un mecanismo molecular que regula la velocidad de división de las células madre. Su descubrimiento podría tener una importante repercusión en la infertilidad.

En concreto, los científicos han descrito en el artículo publicado en Science Advances una función hasta ahora desconocida de una proteína, llamada AHCY, que regula de forma directa la activación de genes en las células madre embrionarias.

“Hemos logrado obtener una fotografía del proteoma –conjunto de proteínas asociado al ADN– de las células madre embrionarias, que desvela muchos datos inesperados”, explica Sergio Aranda, primer autor del estudio.

Los expertos combinaron herramientas moleculares, celulares y computacionales para descubrir qué proteínas están unidas al genoma de las células madre embrionarias. “Por ejemplo, descubrimos la presencia de ciertas enzimas del metabolismo, entre ellas AHCY, asociadas directamente a la regulación de genes”, añade.

Embrión de ratón a día E4.5 antes de implantarse en el útero de la madre. / CRG 18-19

Aplicaciones del estudio

Estos nuevos hallazgos no solo establecen AHCY como un regulador de la activación de genes, sino que sugieren una asociación molecular directa entre el metabolismo de nutrientes, la regulación genómica y el control de la velocidad de división de las células madre pluripotentes durante el desarrollo embrionario, y posiblemente en células tumorales.

La proteína AHCY en humanos tiene una función irreemplazable, como apuntan resultados preliminares del laboratorio

“La presencia de nutrientes es esencial para el crecimiento correcto del embrión. Hemos identificado a nivel molecular cómo se establece esta relación entre disponibilidad de nutrientes y control de la velocidad de división de las células madre embrionarias”, añade Luciano Di Croce, profesor investigador ICREA y colíder del estudio.

Los resultados de este trabajo podrían tener una importante repercusión en la investigación de la infertilidad, ya que la proteína AHCY en humanos tiene una función irreemplazable, como apuntan resultados preliminares del laboratorio.

“Ahora queremos investigar si existe una asociación entre AHCY y defectos durante la gestación embrionaria en humanos. De esta forma podríamos ofrecer herramientas para el diagnóstico molecular y la predicción de posibles problemas de fertilidad en humanos”, concluye Aranda.

Referencia bibliográfica:

Aranda S, Alcaine-Colet A, Blanco E, Borràs E, Caillot C, Sabidó E, Di Croce L. ‘Chromatin capture links the metabolic enzyme AHCY to stem cell proliferation’. Science Advances, 5:eaav2448 (2019). http://advances.sciencemag.org/content/5/3/eaav2448

La investigación ha recibido el apoyo del Ministerio de Economía, Industria y Competitividad para el partnership con el EMBL, Centro de Excelencia Severo Ochoa, el programa CERCA/Generalitat de Catalunya, la Secretaría de Universidades e Investigación de la Consejería de Economía y Conocimiento de la Generalitat de Catalunya, y el Lady Tata Memorial Trust. La Unidad de Proteómica del CRG/UPF es miembro del consorcio ProteoRed PRB3, que cuenta con el apoyo de la ayuda PT17/0019 del PE I+D+i 2013-2016 del Instituto de Salud Carlos III (ISCIII), FEDER, y la Secretaría de Universidades e Investigación de la Consejería de Economía y Conocimiento de la Generalitat de Catalunya (2017SGR595). El laboratorio de Di Croce recibe apoyo a través de ayudas del Ministerio de Educación y Ciencia (BFU2016-75008-P), el AGAUR, La Marató de TV3, y el programa europeo Horizon2020 de investigación e innovación, bajo el convenio de ayuda núm. 823839.