Identifiquen en plantes un mecanisme de regulació epigenètica essencial per al funcionament del rellotge circadiari. El treball, liderat per una investigadora del CSIC, aporta noves pistes sobre l'expressió circadiària dels gens. És un dels primers mecanismes de regulació epigenètica identificats en plantes.
Barcelona. Un grup d'investigadors del CSIC al Centre de Recerca en Agrigenòmica (CRAG) ha descrit un nou mecanisme de regulació del rellotge circadiari, essencial per a l'expressió dels gens de plantes. El resultat s'acaba de publicar a la revista Proceedings of the National Academy of Sciences(PNAS).
Tal mecanisme es basa en canvis de l'estructura de la cromatina. "Hem vist”, diu Paloma Mas, investigadora del Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC) i coordinadora del treball,"que l'activació dels gens circadiaris ve determinada pels canvis en el grau de compactació de la cromatina en els promotors d’aquests gens".
La cromatina és el conjunt format per la seqüència d'ADN (els gens) i les histones, unes proteïnes que empaqueten l'ADN per formar els cromosomes. Fins no fa gaire, es pensava que l'expressió dels gens depenia exclusivament de les seves seqüències reguladores. No obstant això, investigacions en diversos àmbits d'investigació han demostrat que també és molt important l'estructura de la cromatina, és a dir, com està empaquetat l'ADN amb les histones. És el que s'anomena codi epigenètic, les instruccions que no es troben a la seqüència de l'ADN.
L'equip de Paloma Mas ha estat capaç d'identificar les marques específiques en les histones responsables del major o menor grau de compactació de la cromatina en els gens circadians. L'estudi també mostra l'enzim responsable de regular aquestes marques.
La troballa és rellevant perquè es tracta d'un dels primers mecanismes de regulació epigenètica dels gens circadiaris identificats en plantes. Els investigadors han vist que per tal que s'expressi o reprimeixi un gen circadiari, és important "si està més o menys compactada la cromatina en els promotors d'aquests gens, mitjançant un procés que al seu torn està controlat pel rellotge biològic". A més de Paloma Mas, els altres signants del treball són els investigadors post-doctorals Jordi Malapeira i Lucie Crhak Khaitova.
L'epigenètica és un àmbit prometedor, ja que pot explicar perquè dues seqüències d'ADN idèntiques donen resultats diferents, així com la influència del medi ambient en l'expressió dels gens.
En el cas de les plantes, aquestes tenen un ritme biològic amb un període de 24 hores, sincronitzat amb els canvis mediambientals durant el dia i la nit. En resposta a aquests canvis, les plantes expressen gens que regulen processos essencials com ara la germinació, el creixement, floració o respostes a condicions mediambientals d'estrès.
Recentment, aquest mateix equip va demostrar la funció de TOC1, una proteïna essencial en el rellotge circadiari. L'estudi, publicat a la revista Science, mostrava el paper de TOC1 com un repressor global dels gens circadiaris (i no com un activador, tal com es creia prèviament).
El Centre de Recerca en Agrigenòmica (CRAG) és un consorci públic format pel Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC), l'Institut de Recerca i Tecnologia Agroalimentàries (IRTA), la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB), i la Universitat de Barcelona (UB).
Ordered changes in histone modifications at the core of the Arabidopsis circadian clock Jordi Malapeira, Lucie Crhak Khaitova, and Paloma Mas. December 12, 2012, doi: 10.1073/pnas.1217022110