sábado, 14 de septiembre de 2013

Researchers Extend Human Epigenomic Map

Ten years ago, scientists announced the end of the Human Genome Project, the international attempt to learn which combination of four nucleotides -- adenine, thymine, cytosine, and guanine -- is unique to Homo sapiens DNA. This biological alphabet helped researchers identify the approximately 25,000 genes coded in the human genome, but as time went on, questions arose about how all of these genes are controlled.
Now, Harvard Stem Cell Institute Principal Faculty member Alexander Meissner, PhD, reports another milestone, this time contributing to the multilayered NIH-funded human Roadmap Epigenomics Project. Epigenetics is the study of how the over 200 human cell types (e.g., muscle cells, nerve cells, liver cells, etc.) can have an identical complement of genes but express them differently. Part of the answer lies in the way that DNA is packaged, with tight areas silencing genes and open areas allowing for genes to be translated into proteins. Stem cells differentiate into various cell types by marking specific genes that will be open and closed after division.
New research by Meissner, published online as a letter in the journal Nature, describes the dynamics of DNA methylation across a wide range of human cell types. Chemically, these marks are the addition of a methyl group -- one carbon atom surrounded by three hydrogen atoms (CH3) -- anywhere a cytosine nucleotide sits next to a guanine nucleotide in the DNA sequence.
Meissner's team, led by graduate student Michael Ziller, at Harvard's Department of Stem Cell and Regenerative Biology mapped nearly all of the 28-million cytosine-guanine pairings among the 3-billion nucleotides that make up human DNA, and then wanted to know which of these 28 million are dynamic or static across all the cell types.
"When we asked, how many of them are changing, the answer was a very small fraction," said Meissner. The researchers found that eighty percent of the 28-million cytosine-guanine pairs are largely unchanged and might not participate in the regulation of the cell types, while the dynamic ones sit at sites that are relevant for gene expression -- in particular distal regulatory sites such as enhancers. "Importantly this allows us to improve our current approaches of mapping this important mark through more targeted strategies that still capture most of the dynamics," Meissner said.
The methylation map generated by the Meissner lab is part of a larger National Institutes of Health (NIH) consortium to look at all of the different epigenetic modification that are found across a large number of human cell and tissue types. Earlier this year, the Meissner's lab recorded all of the gene expression and multi-layered epigenetic dynamics that take place in early stem cell differentiation when they prepare to divide into their next fated cell type.
In addition to his roles at Harvard, Meissner is affiliated with the Broad Institute and the New York Stem Cell Foundation. Only a graduate student in 2007, he has quickly established himself as a leader in the epigenetics field. "It just happens to be that we're at the right time and at the right place, both physically and sort of in time, " he said. "Just five years ago, we would have had the same question, but we wouldn't have had the same tools to answer the question."
Harvard University. "Researchers extend human epigenomic map." ScienceDaily, 8 Aug. 2013. Web. 14 Sep. 2013.

11 comentarios:

  1. de acuerdo a la expresion de los genes hay una diferenciacion celular por los cambios conformacionales de la celula con la adicion de la citicona a la guanina , pero como solo el 20 % de estas sufre verdaderamente un cambio, el 80% redtante debe tener cambios especificos que hacen que sean diferentes y no solo un tipo celular

    ResponderEliminar
  2. Son grandes los avances que se presentan en el campo de la genetica y aporta valiosa informacion sobre el proyecto del genoma humano, con poco tiempo se muestra un conocimiento cada vez mas profundo como el estudio basado en la metilacion de 28 millones de pares citosina-guanina y en el que solo el 80% permanecen sin cambios es por tanto un cambio minimo el que hace diferenciacion de un tipo celular a otro. Creo que estudios a la par de la celula madre podrian identificar los cambios en loci especificos para cada tipo celular y podria dar pauta para encontrar algoritmos de dx as eficaces

    ResponderEliminar
  3. Son grandes los avances que se presentan en el campo de la genetica y aporta valiosa informacion sobre el proyecto del genoma humano, con poco tiempo se muestra un conocimiento cada vez mas profundo como el estudio basado en la metilacion de 28 millones de pares citosina-guanina y en el que solo el 80% permanecen sin cambios es por tanto un cambio minimo el que hace diferenciacion de un tipo celular a otro. Creo que estudios a la par de celula madre podrian identificar los cambios en loci especificos para cada tipo celular y pidria dar pauta para encontrar algoritmos

    ResponderEliminar
  4. El tema del Genoma humano ha sido tema de estudio y de investigacion durante ya varios años, todo con el fin de buscar esa caracteristica que nos marca como seres humanos y nos distingue de todo lo demás. Gracias a nuevos avances en la tecnologia y el interes de varios investigadores sabemos que son aproximadamente 25000 genes codificados para el genoma humano. Ahora ademas sabemos que de los 28 millones de pares citocina-guanina solo el 20% tendra cambios relevantes para la expresion de genes que seviran para la regulación de los tipos de células, quedando un 80% sin alteraciones.

    ResponderEliminar
  5. Esto nos permite darnos cuenta de que una relativamente pequeña proporcion de nuestro genoma es la que se involucra en la diferenciacion celular, lo cual puede tener un gran impacto en el campo de la investigacion de celulas madre y generacion de tejidos para trasplantes y aplicaciones a fines.

    ResponderEliminar
  6. Es muy importante la conocer la composicion del genoma humano y mas en las celulas madre, ya que esto nos puede llevar a nuevos metodos curitivos para algunas enfermedades, nuevos metodos para el transplante y el comportamiento de algunas eenfermedades, gracias aque solo 20% de losmpares de citocina-guanina cambian

    ResponderEliminar
  7. La genetica es una rama de la medicina que en la actualidad ha tenida un gran auge, esto debido al impulso de la tecnologia que ha permitido nuevas investigaciones, con las cuales se ha logrado un avance, medicamente hablando. Este articulo expone la cuestion de la diferenciacion celular, ¿Como es que se logran diferenciar las celulas para dar lugar a un gran numero diferente de ellas? Hepatocitos, adipocitos, neuronas, etc. siendo que comparten el mismo genoma. Esta investigacion, a mi punto de vista resulta de gran importancia debido al impacto que podria llegar a tener. Es cuestion de tiempo para que la genetica revolucione nuestra forma de conocer la Medicina.

    ResponderEliminar
  8. Adriana Ramírez Rico20 de septiembre de 2013, 1:40

    En conclusión...
    La epigenética estudia cómo es que los 200 tipos diferentes de células humanas tienen la misma carga de genes pero los expresan de forma distinta. Esto probablemente se deba a que haya "genes abiertos" y "genes cerrados" que expresen unos y se inhiban otros y provocan la diferenciación final de las células madre.

    En Harvard se mapeó los nucleótidos  C-G en las diferentes células por metilación. Y se encontraron 28 millones de pares, los cuales hasta el  80%permanecieron estables entre las diferentes células. Y el otro 20% tuvieron una disposición dinámica y representaron un papel relevante en la expresión genética.

    Esto significa que la Epigenética juega un papel clave en la diferenciación de las células madre.

    Los organismos somos lo que fundamentalmente se encuentra en nuestros genes en combinación con factores ambientales.

    ResponderEliminar
  9. Resulta interesante el gran avance que ha corrido en el tema del genome humano durante Los ultimos anos. El estudio del equipo de meissner muestra cuan poco porcentaje de pares de bases participan en la regulacion celular, de ahi la diferenciacion que existe entre Los extirpate celulares, que aunque bien, parecidos en su configuracion, differences en su expresion.

    ResponderEliminar
  10. Es interesante como han evolucionado los avances científicos en donde ya no solo se busca la combinación de los cuatro nucleótidos (adenina, timina, citosina y guanina) que es única para el ADN de nuestra especie ,sino que ahora , la nueva ciencia conocida como epigenética busca responder la siguiente cuestión: ¿Por qué dos células, o más asombroso aún, dos personas que tienen exactamente el mismo conjunto de genes idénticos se pueden expresar de formas completamente diferentes? Aplicando esto tanto en apariencia y comportamiento , como en las respuestas fisiológicas y patológicas que puedan presentar, que es lo que a nosotros como médicos, puede resultarnos útil conocer.
    Es lógico pensar que el ambiente debe tener un papel importante en estos cambios en el genoma, y nos lleva a preguntarnos de que manera es que influye y como es que estos cambios pueden incluso ser transmitidos a futuras generaciones.
    Es impresionante saber que hace apenas unos años podríamos habernos hecho la misma pregunta, pero no hubiéramos tenido las mismas herramientas y conocimientos para responderla.
    Los grandes avances hasta el día de hoy , como ya mencioné , son reconocer los procesos fisiológicos y patológicos que llegan a tener cierta diferencia entre los individuos, por ejemplo muchos tipos de patologías como los diferentes tipos de cáncer, enfermedades neurológicas, cardiovasculares, reproductivas, autoinmunes etc, donde al ser identificado el cambio de secuencia del ADN (mutaciones) se llega a conocer como esto afecta la función de un gen determinado que pudiera asociarlo a una patología específica.
    El reto ahora sería encontrar cuales son los diferentes mecanismos por los que el ambiente modifica el ADN y como podemos utilizar estos conocimientos en la práctica clínica.

    ResponderEliminar
  11. Es increíble como algo que creíamos imposible de hacer se ha estado llevando exitosamente , hace relativamente poco, ( 2001) . Algunos pueden pensar que es un gasto innecesario, pero yo creo que es un gran avance, ya que si conocemos , podemos tratar y entender lo que estamos haciendo, podemos usar nuevos métodos, y dar mejor calidad de vida dando uso de estas herramientas. En el caso del genoma, es cierto que hay ADN que se modifica con el ambiente, lo que es un descubrimiento maravilloso, porque comprueba que el ambiente, región geográfico, alimentos, etc puede influir, y esto tiene mucha relevancia debido a que nuestro principal objetico en la actualidad, es la prevención. Lo que no se modifica, en otros casos se puede empezar a tratar y usar esas constantes que tenemos que sacerles provecho, sabiendo que por ellas mismas no se modificarán .

    ResponderEliminar