Descobert un codi físic amagat de l'ADN que modula l'expressió del genoma

Diferents imatges d'una molècula d'ADN @3dMaps/IRB Barcelona/BSC-CNS
Diferents imatges d'una molècula d'ADN @3dMaps/IRB Barcelona/BSC-CNS

Investigadors del programa conjunt de l’Institut de Recerca Biomèdica (IRB Barcelona) i el Barcelona Supercomputing Center- Centro Nacional de Supercomputación (BSC-CNS) en Biologia Computacional, juntament amb científics del Centre de Regulació Genòmica (CRG) han descobert un codi estructural ocult de l’ADN que proporciona nous coneixements sobre l'expressió gènica. Els resultats estan disponibles a la versió electrònica de la publicació Nucleic Acids Research.

L'expressió gènica és un procés complex regulat per molts mecanismes moleculars diferents; trobar la ubicació dels promotors és clau per entendre-la. En particular, un dels reptes més grans és la ubicació dels promotors com ara els llocs d'inici de transcripció (TSS: transcription starting sites) – l’inici de seqüències d'ADN que codifiquen una proteïna particular amb una certa funció en la cèl·lula. Tradicionalment, la seqüència específica d'ADN en regions promotores s’ha considerat com l'element regulador més important en la transcripció (el primer pas que condueix a l'expressió gènica).

No obstant això, en aquest estudi es proposa un nou paradigma: els promotors es poden definir no només per la seva seqüència, sinó també per la seva estructura. Aquesta es caracteritza per propietats fisicoquímiques distintives que la porten a una deformació física inusual (desplaçament, lliscament, gir, inclinació, balanceig), el que podria afavorir el reconeixement de proteïnes i la seva regulació.

Els científics han utilitzat mètodes teòrics per caracteritzar les propietats físiques de l'ADN per tal de localitzar promotors "de novo", que després van ser validats experimentalment.

"Un gran nombre de prediccions teòriques, que inicialment van ser considerades ‘falsos positius’ en estudis previs, s'ha demostrat després dels experiments que són promotors reals, transcripcionalment actius, tot i la manca d’una seqüència específica", indica Modesto Orozco, director del programa conjunt IRB Barcelona-BSC en Biologia Computacional i cap de grup Modelització Molecular i Bioinformàtica de l'IRB Barcelona. Aquest projecte il·lustra la possibilitat de col·laboracions fructíferes entre grups teòrics i experimentals de diferents institucions.

L'estudi ha demostrat que no només la seqüència d'ADN és important, sinó que la seva estructura també ho és. Per tant, els científics poden utilitzar la senyalització física de l’ADN capaç de detectar l'activitat de promotor més enllà dels mètodes de

Article de referència:
Unravelling the hidden DNA structural/physical code provides novel insights on promoter location
Elisa Duran, Sarah Djebali, Santi Gonzalez, Oscar Flores, Josep Maria Mercader, Roderic Guigo, David Torrents, Montserrat Soler-Lopez and Modesto Orozco
Nucleic Acids Research (2013) doi: 10.1093/nar/gkt511