Investigadores del Centre Nacional d'Anàlisi Genòmica (CNAG-CRG), des de la seva seu al Parc Científic de Barcelona, i de l'Institut de Ciències del Mar (ICM-CSIC) han demostrat que la regió de l'ADN corresponent al primer intró, una regió a la qual fins ara no s'havia prestat massa atenció, és fonamental per analitzar l'expressió de gens per modificacions epigenètiques. Anna Esteve-Codina, analista de dades del grup Genòmica Funcional del CNAG-CRG és coautora de l’article.

L’epigenètica, l’estudi dels canvis heretables de l’expressió gènica que no són conseqüència de canvis en la seqüència de l’ADN, és un camp de recerca extraordinàriament actiu en biologia avui dia. Les modificacions epigenètiques integren la informació ambiental i genètica per donar un cert fenotip (el conjunt de característiques que mostra finalment un individu) i són capaços de transmetre’s de generació en generació, fent possible que caràcters adquirits per la influència de l’ambient siguin heretables i passin a la descendència.

La modificació epigenètica més estudiada és la metilació de l’ADN a les regions promotores (aquelles que regulen l’expressió de gens), que està associada al silenciament de la informació genètica. No obstant això, aquesta norma de ‘a més metilació de l’ADN, més silenciament genètic’ no sempre es compleix, desconcertant als investigadors.

Ara, en un nou estudi publicat a Epigenetics & Chromatin, investigadors del l’ICM-CSIC i del CNAG-CRG revelen que la regió de l’ADN corresponent al primer intró, és més informativa i consistent que la regió promotora per determinar la relació inversa entre metilació i l’expressió genètica. Anna Esteve-Codina, analista de dades del grup Genòmica funcional del CNAG-CRG és una de les dues coautores de l’article, que ha estat dirigit per Francesc Piferrer, professor d’Investigació a l’ICM-CSIC i compta com a primera autora amb l’investigadora del centre Dafni Anastasiadi.

“Des del CNAG-CRG hem analitzat les dades de seqüenciació de l’ARN i ajudat en la interpretació de la integració de les dades d’expressió amb les dades epigenòmiques. El fet que la metilació del primer intró estigui lligat a l’expressió del gen, pot ser una indicació que en aquest hi hagi marques de regulació que modulen l’expressió del gen independentment del promotor, que es la zona que s’havia estudiat en expressió gènica fins ara”, explica Ana Esteve-Codina.

Un mecanisme universal en vertebrats

Aquesta troballa s’ha dut a terme comparant la metilació i l’expressió gènica en teixits de llobarro de molt diferent complexitat cel·lular i transcriptòmica. L’estudi mostra que aquest mecanisme és universal, almenys en els vertebrats, ja que, a més dels teixits de llobarro es van analitzar teixits d’altres peixos, amfibis i fins i tot teixits humans, obtenint el mateix resultat.

L’estudi, per la seva universalitat, tenen aplicació en altres camps de recerca en epigenètica, com l’estudi de la resposta dels organismes a canvis ambientals —l’epigenòmica ambiental i en particular la marina es considera un camp de recerca amb molta projecció futura—, la biologia del desenvolupament i els canvis epigenètics associats a l’aparició de processos relacionats amb el càncer. Els seus resultats contribuiran a concentrar els esforços de recerca en el primer intró com la regió gènica més informativa quant als efectes de la metilació en l’expressió gènica.

►Article de referència: 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