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Pistas para el envejecimiento que se encuentran en los genomas de células madre
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Pistas para el envejecimiento que se encuentran en los genomas de las células madre

Las claves del envejecimiento se encuentran en los genomas de las células madre.

Jon Nelson, un investigador del grupo de Yukiko Yamashita, utiliza moscas de la fruta (en frascos a la derecha) para estudiar el papel del ADNr en el envejecimiento.
Crédito: Yukiko Yamashita.

Pequeños indicios de inmortalidad acechan en las células madre de las moscas de la fruta.

Las células madre que producen esperma usan un truco genético para mantenerse siempre jóvenes a través de las generaciones, descubrieron el investigador del Instituto Médico Howard Hughes (HHMI) Yukiko Yamashita. Ciertas secciones del genoma de la mosca de la fruta se acortan con la edad. Pero notablemente, algunas células reproductivas pueden reparar la contracción, informa el equipo de Yamashita el 13 de febrero de 2018 en la revista eLife.

Esta contracción genómica puede ser la base de los aspectos del envejecimiento, e insinuar formas en que las células seleccionadas pueden frustrarlo. Hasta ahora, los científicos habían observado el fenómeno solo en levaduras. Si los resultados son ciertos para los humanos, podrían ofrecer una idea de cómo la mayoría de las células se deterioran con el tiempo.

En el estudio, Yamashita y sus colegas del Instituto de Ciencias de la Vida de la Universidad de Michigan se centraron en los genes caballo de batalla codificados en el ADN ribosomal o ADNr. Estos genes llevan instrucciones para las partes que componen los ribosomas, las máquinas celulares que transforman las moléculas de ARN en todas las proteínas necesarias en el cuerpo.

Para hacer suficiente de estas máquinas de misión crítica, las células necesitan una gran cantidad de manuales de instrucciones de ADN. La mayoría de los genes están limitados a una única ubicación genética, pero los genes de ADNr se repiten a través de múltiples puntos del genoma. En los humanos, por ejemplo, cinco cromosomas contienen tramos de genes de ADNr, y cada lugar contiene cientos de copias repetidas. Esta repetición genética permite que las células produzcan suficiente materia prima para que los ribosomas mantengan el ritmo de las células.

Pero la redundancia tiene un costo. Las células pueden deslizarse cuando copian cadenas de ADN repetitivas y se dividen. "El resultado final es que algunas copias se pierden en cada ciclo", dice Yamashita. "Están saliendo del cromosoma".

Esa pérdida se ha relacionado con el envejecimiento de la levadura unicelular. Pero para los organismos multicelulares, el papel del ADNr en el envejecimiento ha sido un misterio. Yamashita y sus colegas examinaron genes de rDNA en células madre en los testículos de moscas de la fruta. Estas células, llamadas células madre de la línea germinal, pueden dividirse continuamente, y cada vez crean una copia de ellas mismas y de una célula de esperma.

En las moscas de la fruta, las cadenas de genes de ADNr se encuentran en los cromosomas X e Y. En comparación con las machos jóvenes moscas de la fruta, los hombres viejos tenían una escasez de genes rDNA en el cromosoma Y, lo que los deja con un cromosoma Y encogido, descubrieron los investigadores.

Además, esta escasez de ADNr parece transmitirse de generación en generación. Los padres geriátricos de la mosca (los que tenían 40 días de vida) transmitieron a sus hijos el reducido número de genes de ADNr, según descubrieron Yamashita y sus colegas. Estos hijos tenían considerablemente menos copias de genes de ADNr que los hijos de padres más jóvenes.

Pero luego los investigadores vieron algo sorprendente. En muchos casos, esta pérdida de rADN se revirtió. Aproximadamente a los 10 días de edad, los hijos de padres mayores habían recuperado suficiente ADNr para ser comparables a los hijos de padres jóvenes. "Esta recuperación fue algo que realmente no esperábamos", dice Yamashita. Los resultados sugieren que el rejuvenecimiento de rDNA en los hijos podría ser un aspecto crucial de cómo las células madre persisten de padre a hijo. Los investigadores aún no saben si un restablecimiento de este tipo también puede ocurrir a las células madre femeninas en los ovarios.

Aunque queda mucho más trabajo, Yamashita sospecha que podrían reiniciarse restablecimientos similares en ciertos tipos de células humanas, incluidas las células madre y las cancerosas. "Por supuesto, no somos moscas", dice, pero si la presionan para apostar, apostaría a que algunos tipos de células inmortales en las personas pueden realizar el mismo truco rejuvenecedor para evitar las disminuciones del rADN que vienen con la edad.

Estos destellos de la vida perpetua, células que pueden refrescarse a medida que avanzan de padres a hijos, son lo que fascina a Yamashita. Al encontrar indicios sobre cómo ciertas células pueden mantenerse jóvenes, el proyecto "toca el secreto de la inmortalidad de las células germinales", dice ella.


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