BigH1, la histona essencial per a la fertilitat masculina

<p>Testicle de Drosophila. En vermell, BigH1 expressat en cèl·lules mare germinals i espermatòcits. En blau, els nuclis cel·lulars. Imatge: Albert Carbonell, IRB Barcelona.</p>
Testicle de Drosophila. En vermell, BigH1 expressat en cèl·lules mare germinals i espermatòcits. En blau, els nuclis cel·lulars. Imatge: Albert Carbonell, IRB Barcelona.

Investigadors de l'IRB Barcelona descobreixen el paper de la histona BigH1 en la formació de cèl·lules sexuals masculines a partir de cèl·lules mare.

Aquest treball, dut a terme en Drosophila melanogaster, obre una via per entendre la infertilitat masculina.

Publicat a Cell Reports, el treball aporta llum sobre els mecanismes amb els quals les histones regulen el procés que segueixen les cèl·lules mare per a donar lloc a cèl·lules diferenciades.

Investigadors del laboratori d'Estructura i funció de la cromatina de l'Institut de Recerca Biomèdica (IRB Barcelona), han identificat la histona BigH1 com una proteïna clau per al procés que origina cèl·lules sexuals masculines a partir de cèl·lules mare. Les histones són proteïnes bàsiques, que doten d'ordre i estructura a l'ADN i que desenvolupen un important paper en la regulació dels gens.

Segons en quina etapa del procés es trobi, la histona BigH1 actua reprimint gens concrets, o bé és inhibida per permetre que els gens s'expressin, avançant així en el procés de diferenciació en què la cèl·lula mare dóna lloc a les cèl·lules sexuals adultes. Quan aquest delicat equilibri es trenca, els mascles de Drosophila melanogaster mostren malformacions en les gònades i infertilitat.

"La nostra hipòtesi és que BigH1 és un repressor específic dels gens que no són propis de la línia germinal- que dóna lloc a cèl·lules sexuals-, però com ho fa, com s'activa i inactiva, és una cosa que encara hem de resoldre", declara Ferran Azorín, Professor d'Investigació del CSIC i cap del laboratori de l'IRB Barcelona.

 

La histona H1 en la infertilitat masculina

En tots els animals hi ha histones específiques de la línia germinal. A Drosophila BigH1 s'expressa en la línia germinal masculina i femenina, en canvi en ratolins i en humans les variants de la histona H1 són diferents en mascles i femelles. "La histona BigH1, que hem estudiat en Drosophila melanogaster, és més semblant a la variant germinal femenina humana però també presenta certes similituds amb les variants de la línia germinal masculina "assenyala Albert Carbonell, investigador postdoctoral i primer autor de l'article. "A causa de les similituds, aquest treball pot facilitar la comprensió del procés en humans i contribuir a explicar algunes formes d'infertilitat", afegeix.

 

Les histones com reguladores en la diferenciació de cèl·lules mare a cèl·lules de teixit

Totes les cèl·lules d'un organisme ja siguin cèl·lules de la pell, intestinals, de pulmó, o qualsevol altra, s'originen a partir de la diferenciació de cèl·lules mare i se sap que, en molts llinatges, les histones tenen un paper fonamental. Aquest treball detalla el mecanisme d'acció i inhibició que utilitza BigH1 per regular el procés en l'espermatogènesi de Drosophila i que podria funcionar de manera similar a altres espècies.

El laboratori treballa ara en l'estudi de BigH1 durant el procés de diferenciació sexual femenina. "Sabem que és essencial, però suposem que la histona tindrà un paper diferent, ja que el procés que dóna lloc a les cèl·lules sexuals femenines presenta notables diferències amb el seu homòleg masculí," apunta l'estudiant de doctorat Paula Climent, investigadora al laboratori i una de les autores del treball.

El treball ha rebut finançament del MINECO, a través de fons FEDER i la Generalitat de Catalunya.

 

Article de referència:

Albert Carbonell, Salvador Pérez-Montero, Paula Climent-Cantó, Oscar Reina and Fernando Azorín.

The germline linker histone dBigH1 and the translational regulator Bam form a repressor loop essential for male germ stem cell lineage differentiation


Cell Reports (2017) http://dx.doi.org/10.1016/j.celrep.2017.11.060

 

(escrit per: Nahia Barberia)

 

Sobre l’IRB Barcelona
Creat el 2005 per la Generalitat de Catalunya i la Universitat de Barcelona, l'IRB Barcelona és Centre d'Excel·lència Severo Ochoa des de 2011. L’objectiu de l’IRB Barcelona és fer recerca d'excel·lència en biomedicina i millorar la qualitat de vida de les persones i, en paral·lel, potenciar la formació de talent, la transferència tecnològica i la comunicació social de la ciència. Els 25 laboratoris i set plataformes tecnològiques treballen per respondre a preguntes bàsiques en biologia i orientades a malalties com ara el càncer, la metàstasi, l’Alzheimer, la diabetis i malalties rares. És un centre internacional que acull al voltants de 400 treballadors de 32 nacionalitats. Està ubicat en el Parc Científic de Barcelona. L’IRB Barcelona forma part del Barcelona Institute of Science and Technology (BIST) i la xarxa de Centres de Recerca de Catalunya (CERCA).