Por primera vez, un grupo de investigadores diseña los primeros cambios cromosómicos sostenibles en ratones.
Naturalmente los cambios cromosómicos en un animal pueden tardar millones de años. Actualmente un grupo de científicos lo han logrado utilizando una sorprendente técnica que les permite la fusión cromosómica programable. Ahora, esta técnica ha producido cambios genéticos a escala evolutiva de un millón de años en un par de ratones de laboratorio.
En los resultados se pudo encontrar que la ingeniería cromosómica se hace posible en los mamíferos, y obtuvieron con éxito un ratón doméstico de laboratorio con un cariotipo novedoso y sostenible. Esto otorga a los científicos una visión crítica sobre el reordenamiento de cromosomas y cómo los genes organizados que puede influir en cómo los animales evolucionan con el pasar de los años.
«El ratón doméstico de laboratorio ha mantenido un cariotipo estándar de 40 cromosomas, o la imagen completa de los cromosomas de un organismo, después de más de 100 años de reproducción artificial», dice LI Zhikun, coautor del estudio e investigador en la Academia de ciencias de China. «Sin embargo, en escalas de tiempo más largas, los cambios en el cariotipo causados por reordenamientos cromosómicos son comunes. Los roedores tienen de 3.2 a 3.5 reordenamientos por millón de años, mientras que los primates tienen 1.6».
Entendemos como cromosomas a cada una de las estructuras organizadas y formadas por el ADN y por las proteínas, las cuales contienen la mayor parte de la información genética de un ser vivo, es decir, la herencia genética que dejan los progenitores para que un ser vivo sea como es.
Los científicos entraron desafíos en el camino, sobre todo en el proceso de la impronta. «La impronta genómica se pierde con frecuencia, lo que significa que la información sobre qué genes deberían estar activos desaparece en las células madre embrionarias haploides, lo que limita su pluripotencia y la ingeniería genética», dijo en un comunicado el coautor WANG Libin, investigador de CAS y el Instituto de Medicina Regenerativa y Células Madre de Beijing. «Recientemente descubrimos que, borrando tres regiones impresas, podíamos establecer un patrón de impresión estable similar al de los espermatozoides en las células».
Sin las tres regiones con impronta natural, el patrón de impronta diseñado por el equipo podría afianzarse, permitiéndoles fusionar cromosomas específicos. Los investigadores probaron fusionando dos cromosomas de tamaño medio -el 4 y el 5- cabeza con cola y los dos cromosomas más grandes -el 1 y el 2- en dos orientaciones, lo que dio lugar a cariotipos con tres disposiciones diferentes.
«Las formaciones iniciales y la diferenciación de las células madre se vieron mínimamente afectadas; sin embargo, los cariotipos con los cromosomas 1 y 2 fusionados dieron lugar a una detención del desarrollo», dijo WANG. «El cromosoma fusionado más pequeño, compuesto por los cromosomas 4 y 5, se transmitió con éxito a la descendencia».
Los cariotipos con el cromosoma 2 fusionado a la parte superior del cromosoma 1 no dieron lugar a ninguna cría de ratón a término, pero la disposición opuesta sí lo hizo, produjo crías que se convirtieron en adultos más grandes, más ansiosos y físicamente más lentos comparados ratones con los cromosomas 4 y 5 fusionados.
Solo los ratones con los cromosomas 4 y 5 fusionados fueron capaces de producir crías con ratones de tipo salvaje, aunque de todos modos era de una raza mucho menor que la de los ratones de laboratorio estándar. La caída de fertilidad se debía a una anomalía en la forma en que los cromosomas se separaban tras la alineación, dicen los investigadores.
Este es un novedoso hallazgo, sin embargo, todavía es demasiado pronto como para vislumbrar aplicaciones en la vida diaria. Más adelante, en el campo de la medicina, podría existir la oportunidad de corregir los cromosomas desalineados o malformados en las líneas de sangre humana y prevenir las enfermedades que anomalía causa.
Los hallazgos se muestran en la revista Science.
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