Nuevos conocimientos | 26 ENE 21

Regeneración de la piel

La 'basura genética' anteriormente ignorada juega un papel fundamental en la diferenciación y regeneración de las células de la piel
Autor/a: Chen, X., Lloyd, S.M., Kweon, J. et al. Fuente: Nature Communications DOI https://doi.org/10.1038/s41467-020-20674-3 Epidermal progenitors suppress GRHL3-mediated differentiation through intronic polyadenylation promoted by CPSF-HNRNPA3 collaboration

A medida que el aire continúa secándose y las temperaturas bajan, la batalla anual contra las manos y la piel secas ha comenzado oficialmente. Una nueva investigación de la Universidad Northwestern ha encontrado nueva evidencia en lo profundo de la piel sobre los mecanismos que controlan la reparación y renovación de la piel.

La función de barrera de la piel le da la capacidad única de combatir los problemas del invierno y retener agua para nuestro cuerpo. La capa externa de la piel, la epidermis, se revuelve constantemente para reemplazar las células muertas o dañadas, creando nuevas células para reforzar la función de barrera y curar el daño. Los mecanismos reguladores de genes que controlan el recambio de la epidermis siguen sin comprenderse completamente.

"Cada mes estamos cubiertos con una nueva capa de epidermis", dijo Xiaomin Bao de Northwestern, quien dirigió el estudio. "La siguiente pregunta es ¿qué implica ese proceso?"

El documento se publicó en la revista Nature Communications.

Bao es profesor asistente de biociencias moleculares en la Facultad de Artes y Ciencias de Weinberg con un cargo conjunto en el Departamento de Dermatología de la Facultad de Medicina de Feinberg.

Resumen

En el tejido somático autorrenovable, como la epidermis de la piel, los genes de diferenciación terminal deben suprimirse en los progenitores para mantener la capacidad regenerativa. Aquí mostramos que cientos de sitios de poliadenilación intrónica (IpA) se utilizan de forma diferencial durante la diferenciación de queratinocitos, que se acompaña de regulación a la baja del complejo de factor de especificidad de escisión y poliadenilación (CPSF).

La expresión sostenida de CPSF en queratinocitos indiferenciados requiere la contribución del factor de transcripción MYC. En los queratinocitos cultivados en condiciones de indiferenciación, la caída de CSPF induce una diferenciación prematura y afecta parcialmente los sitios IpA usados ​​dinámicamente.

Estos sitios incluyen un sitio IpA ubicado en el primer intrón del activador de diferenciación GRHL3. La desactivación de CRISPR de GRHL3 IpA aumentó la expresión de ARNm de GRHL3 de longitud completa. Usando una pantalla genética dirigida, identificamos que HNRNPA3 interactúa con CPSF y mejora GRHL3 IpA.

Nuestros datos sugieren un modelo en el que la interacción entre CPSF y proteínas de unión a ARN, como HNRNPA3, promueve la IpA específica del sitio y suprime la diferenciación prematura en los progenitores.

'Basura' genética

La comunidad científica ha desarrollado un amplio conocimiento sobre las proteínas, los caballos de batalla de diversas actividades celulares. Sin embargo, las proteínas solo están codificadas por menos del 2% del genoma humano. Quedan muchos misterios sobre la naturaleza de los intrones, segmentos de ADN no codificantes que constituyen el 24% del genoma humano.

A pesar de la creencia general de que los intrones no son más que "basura genética", en realidad desempeñan un papel fundamental en la modulación de la transcripción del ARN a lo largo de la vida útil de un tejido. La transcripción de ARN es el primer paso de la expresión génica, en el que la información del ADN se copia en ARN, que luego se utiliza como plantilla para sintetizar proteínas para impulsar la función específica de una célula.

Dependiendo de dónde termine la transcripción, en un intrón o al final de un gen, una célula madre epidérmica seguirá siendo una célula madre o se convertirá en una función de barrera celular específica. Bao dijo que si bien es bien sabido que la transcripción termina al final de un gen, la investigación de su laboratorio encontró datos contradictorios.

"Encontramos muchos sitios donde termina la transcripción, no solo al final de un gen, sino a menudo dentro de un intrón en el medio de un gen", dijo Bao. "Incluso los mismos genes pueden tener diferentes patrones de terminación de la transcripción en las células madre epidérmicas frente a las células diferenciadas terminalmente".

 

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