La función del genoma humano se basa en el almacenamiento primario de información genética en ADN canónico de forma B, con una segunda capa de estructura de ADN que proporciona control regulador. El ADN tiene una estructura helicoidal pero no es la única forma que tienen los genes de almacenar su información: es capaz de plegarse y estructurarse de otras maneras.

El ADN tiene la propensión a adoptar conformaciones alternativas en forma no B in vitro, que incluyen G-quadruplex (G4) y estructuras de motivo intercalado (i-motif). De las dos estructuras, el ADN G4 formado dentro de las regiones ricas en guanina es la forma más estudiada. El análisis computacional y la secuenciación G4 de alto rendimiento han revelado que los G4 están enriquecidos en las regiones reguladoras del genoma. Además, varios estudios han investigado las funciones reguladoras de G4 en las vías celulares. A pesar de las caracterizaciones in silico e in vitro de G4, la existencia in vivo de ellos en células humanas ha permanecido especulativa hasta la visualización de estas estructuras utilizando un fragmento de anticuerpo que reconoce G4 de una manera específica de la estructura.

Un equipo australiano acaba de identificar una nueva estructura cuádruple cuya existencia se había observado in vitro pero nunca antes se había podido demostrar en el núcleo de células vivas. La estructura, denominada i-motif, consta de cuatro cadenas de ADN cuyas hebras se emparejan de una forma peculiar. Estas estructuras se cree que se forman en regiones del genoma ricas en citosina y tienen funciones reguladoras; sin embargo, la evidencia in vivo de la existencia de tales estructuras ha permanecido hasta el momento esquiva.

En este artículo publicado en la revista Nature Chemistry, los investigadores presentan la generación y caracterización de un fragmento de anticuerpo (iMab) que reconoce las estructuras i-motif con alta selectividad y afinidad, lo que permite la detección de i-motivos en los núcleos de las células humanas. Asimismo, demostraron que la formación in vivo de tales estructuras depende del ciclo celular y del pH.

Además, proporcionaron evidencia de que las estructuras i-motif se forman en regiones reguladoras del genoma humano, incluidos los promotores y las regiones teloméricas. Estos resultados apoyan la noción de que las estructuras i-motif podrían proporcionar roles reguladores clave en el genoma.


Investigación original: I-motif DNA structures are formed in the nuclei of human cells. Mahdi Zeraati, et al. Nature Chemistry (2018). doi:10.1038/s41557-018-0046-3

Foto: extremos de cromosomas
Autor: Thomas Ried, NCI Center for Cancer Research, National Cancer Institute, National Institutes of Health