Las histonas y sus modificaciones son clave para la adaptación al estrés celular

Residuos de histonas necesarios para una respuesta de adaptación a un aumento de la temperatura (azul) o de la concentración salina (rojo). IRB Barcelona.
Residuos de histonas necesarios para una respuesta de adaptación a un aumento de la temperatura (azul) o de la concentración salina (rojo). IRB Barcelona.

Identificadas más de 200 regiones (aminoácidos) en las histonas, que son responsables de regular la respuesta al estrés celular.

El estudio señala que, según el tipo de estrés celular, se responde mediante distintas modificaciones en las histonas.

El trabajo, del laboratorio de Señalización Celular del IRB Barcelona, se ha publicado en la revista Nucleic Acids Research.

 

 

Las plantas, los animales y, dentro de ellos, las personas, tenemos el material genético empaquetado dentro de la célula, y las proteínas responsables de garantizar esa estructura son las histonas. Además, las histonas juegan un papel importante en regular qué genes se ponen en funcionamiento y cuándo lo hacen: un estímulo determinado modifica una histona y hace que esta permita o bloquee la expresión de un gen. El laboratorio de Señalización Celular del IRB Barcelona, que lideran Eulàlia de Nadal y Francesc Posas, ha identificado más de 200 regiones (aminoácidos) en las histonas que, en condiciones de estrés celular, sufren modificaciones para regular la respuesta a dicha situación.

Además, han observado que el estrés por diferentes causas, como el exceso de calor o la salinidad, genera distintas modificaciones en las histonas, apuntando así a una respuesta “personalizada” para adaptarse a cada tipo de estrés. El estudio se ha llevado a cabo en la levadura Saccharomyces cerevisiae, un organismo modelo muy utilizado en biomedicina.

“Las modificaciones en las histonas que regulan la expresión de los genes en condiciones normales se están estudiando mucho” dice Eulàlia de Nadal. “Sin embargo, el papel de las histonas en respuestas al estrés celular, que deben ser muy rápidas y dinámicas, se conocía muy poco, y es importante porque la regulación de las histonas se asocia a un amplio abanico de enfermedades”, concluye.

 

Las modificaciones en detalle: estrés por salinidad y por calor

Las modificaciones que sufren las histonas pueden ser de distintos tipos, mediante la adición de distintos grupos químicos. Además de identificar los puntos clave en los que tienen lugar las modificaciones, el grupo de investigadores ha descrito en detalle algunas modificaciones que tienen lugar en respuesta al estrés por salinidad y por calor. Han detallado cuál es la modificación, cómo se genera y cómo influye en la regulación de los genes.

A partir de estos resultados, el laboratorio desarrollará dos líneas de investigación: por una parte, detallará otras modificaciones específicas que responden a estrés. Y, por otra parte, estudiará cómo se correlacionan estas modificaciones con las que tienen lugar en células humanas, para entender cuáles de estos mecanismos son relevantes en diferentes enfermedades.

 

Reference article:
Cristina Viéitez, Gerard Martínez-Cebrián, Carme Solé, René Böttcher, Clement M Potel, Mikhail M Savitski, Sara Onnebo, Marc Fabregat, Ali Shilatifard, Francesc Posas, Eulàlia de Nadal
A genetic analysis reveals novel histone residues required for transcriptional reprogramming upon stress
Nucleic Acids Research (2020) DOI: 10.1093/nar/gkaa081