Investigadores del Instituto de Ciencias del Mar (ICM-CSIC) y del Centro Nacional de Análisis Genómico (CNAG-CRG), han demostrado que la región del ADN correspondiente al primer intrón, una región a la que hasta ahora no se había prestado demasiada atención, es, de hecho, mucho mejor para analizar la expresión de genes por modificaciones epigenéticas. Anna Esteve-Codina, analista de datos del grupo Genòmica Funcional del CNAG-CRG es coautora del artículo.

La epigenética, el estudio de los cambios heredables de la expresión génica que no son consecuencia de cambios en la secuencia del ADN, es un campo de investigación extraordinariamente activo en biología hoy en día. Las modificaciones epigenéticas integran la información ambiental y genética para dar un cierto fenotipo (el conjunto de características que muestra finalmente un individuo) y son capaces de transmitirse de generación en generación, haciendo posible que caracteres adquiridos por la influencia del ambiente sean heredables y pasen a la descendencia.

La modificación epigenética más estudiada es la metilación del ADN en las regiones promotoras (aquellas que regulan la expresión de genes), que está asociada al silenciamiento de la información genética. Sin embargo, esta norma de ‘a más metilación del ADN, más silenciamiento genético’ no siempre se cumple, desconcertando a los investigadores.

Ahora, un nuevo estudio, publicado en Epigenetics & Chromatin, investigadores del Instituto de Ciencias del Mar (ICM-CSIC) y del Centro Nacional de Análisis Genómico (CNAG-CRG), revelan que la región del ADN correspondiente al primer intrón, es más informativa y consistente que la región promotora para determinar la relación inversa entre metilación y la expresión genética. Anna Esteve-Codina, analista de datos del grupo Genómica Funcional del CNAG-CRG es una de las coautoras del artículo, que ha sido dirigido por Francesc Piferrer, profesor de Investigación en el ICM-CSIC y cuenta como primera autora con la investigadora del centro Dafni Anastasiadi.

«Desde el CNAG-CRG hemos analizado los datos de secuenciación del ARN y ayudado en la interpretación de la integración de los datos de expresión con los datos epigenòmiques. El hecho de que la metilación del primer intrón esté ligado a la expresión del gen, puede ser una indicación de que en este haya marcas de regulación que modulan la expresión del gen independientemente del promotor, que es la zona que se había estudiado en expresión génica hasta ahora», explica Ana Esteve-Codina.

Un mecanismo universal en vertebrados

Este hallazgo se ha realizado comparando metilación y expresión génica en tejidos de lubina de muy distinta complejidad celular y transcriptómica. El estudio muestra que este mecanismo es universal, al menos en los vertebrados, ya que, además de los tejidos de lubina se analizaron tejidos de otros peces, anfibios e incluso tejidos humanos, obteniendo el mismo resultado: la región del primer intrón es informativa y más consistente que la región promotora para determinar la expresión genética.

Estos resultados, por su universalidad, tienen aplicación en otros campos de investigación en epigenética, como el estudio de la respuesta de los organismos a cambios ambientales —la epigenómica ambiental y en particular la marina se considera un campo de investigación con mucha proyección futura—, la biología del desarrollo y los cambios epigenéticos asociados a la aparición de procesos relacionados con el cáncer. Los resultados de esta investigación contribuirán a concentrar los esfuerzos de investigación en el primer intrón como la más informativa en cuanto a los efectos de la metilación en la expresión génica.

►Artículo de referencia: Anastasiadi, D.; Esteve-Codina, A.; Piferrer, F. (2018). «Consistent inverse correlation between DNA methylation of the first intron and gene expression across tissues and species«. Epigenetics & Chromatin 11: 37. DOI: 10.1186/s13072-018-0205-1