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Si estiramos una cadena de ADN, obtendremos dos metros de información genética enrollados en una enrevesada estructura. Ahora, un equipo de investigadores españoles ha descubierto que esa estructura tiene un papel muy activo en la expresión génica.

La investigación, realizada por el jefe del Grupo de Topología y Roturas del ADN del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), Felipe Cortés, junto a Silvia Jimeno González, investigadora del Centro Andaluz de Biología Molecular y Medicina Regenerativa (CABIMER) y profesora de la Universidad de Sevilla, se publica este martes en la revista Cell Reports.

"Estos resultados constituyen un primer paso para entender el superenrollamiento como un importante regulador del genoma y no solo como un problema asociado al metabolismo del ADN", explica Cortés.

Esta regulación tiene lugar fundamentalmente sobre unos genes específicos, que son aquellos que se inducen muy rápidamente (centenares de veces en minutos), como los genes que responden a estrés, señales de división celular, hormonas o aquellos que participan en la estimulación neuronal, detallan los autores.

El trabajo se centra en las topoisomerasas, unas proteínas que actúan sobre el ADN y que relajan el estrés de la estructura eliminado excesos (superenrollamiento positivo) o defectos (superenrollamiento negativo) en el número de vueltas de la doble hélice respecto a su estructura normal relajada.

El estudio demuestra que la topoisomerasa TOP2A elimina el superenrollamiento negativo en los promotores de los genes, y por lo tanto causa un aumento en el número de vueltas de las hebras de ADN en estas regiones. Esto dificulta la apertura de la doble hélice, lo que impide el avance de la ARN polimerasa y la deja preparada para disparar rápidamente la activación génica cuando la célula lo necesita.

Los investigadores adelantan también la posibilidad de otras funciones del superenrollamiento del ADN, como facilitar una conformación tridimensional del genoma que favorezca interacciones entre elementos reguladores para la expresión génica.

Esta nueva forma de regulación pone en relieve su posible implicación en procesos fundamentales para la célula, y que requieren cambios profundos en los programas de expresión génica, como la diferenciación o la reprogramación celular, o la transformación y la progresión de los tumores, apunta el estudio.

"El trabajo abre, además, la vía de emplear inhibidores de topoisomerasas para modular estos procesos y respuestas celulares, y quizás incluso como posibles terapias antitumorales", concluye Cortés.