Capturan la actividad de transcripción en el núcleo de una celúla humana con una resolución nanométrica

Un equipo científico ha usado la microscopía de superresolución para deducir cómo el núcleo de una celúla humana organiza la transcripción. Los resultados son imágenes de alta resolución sin precedentes. Según los autores de un nuevo estudio publicado hoy en la revista Nucleic Acids Research, las imágenes arrojan nueva luz sobre cómo se producen los ARN en el entorno inmediato de los genes activos.

Un equipo internacional liderado por Pia Cosma del Centro de Regulación Genómica (CRG) y el Laboratorio Bioland del Instituto de Biomedicina y Salud de Guangzhou (GIBH por sus siglas en inglés) en Guangzhou, China, revela con resolución nanométrica las distancias de interacción entre las moléculas que juegan un papel clave en la transcripción: pequeños grupos de cromatina – conocidos como ‘clutches’ en inglés –, la enzima ARN polimerasa II y el ARN.

El equipo descubrió que las moléculas de ARN recién transcritas están reguladas de una manera más fina y precisa de lo que se pensaba. Los hallazgos son importantes porque contribuyen al conocimiento de la organización de la cromatina, algo fundamental para la capacidad de una célula de sintonizar la expresión de miles de genes y responder a sus necesidades variables.

La transcripción ha demostrado ser un actor principal en la formación activa de la cromatina y no el simple resultado de este proceso. Según Álvaro Castells, investigador asociado del laboratorio Bioland y primer autor del estudio, “la forma tradicional de describir la transcripción decía que ocurría en regiones grandes y densas que incluían muchas moléculas de la maquinaria de transcripción, sin una organización clara. Este estudio apunta hacia un proceso más fino y regulado con mayor precisión, en el que el ARN recién transcrito se acumula en grupos más pequeños alrededor de las regiones transcritas activamente del ADN.”

Anteriormente, las técnicas de visualización podían visualizar áreas activas de transcripción, pero no brindar información precisa sobre su forma y tamaño. Para mejorar la resolución de la imagen, el equipo utilizó un tipo especial de microscopía de súperresolución que puede obtener información de la posición precisa de moléculas a nivel individual.

Esta técnica proporciona una resolución diez veces mayor que la microscopía fluorescente convencional. Al combinar estas técnicas con el análisis computacional, el equipo pudo identificar y cuantificar con precisión los nanodominios de ARN y su interacción con la ARN polimerasa II y la cromatina.

“Estas imágenes fueron capturadas gracias a varios métodos analíticos y de imagen que desarrollamos”, afirma la profesora investigadora ICREA Pia Cosma, jefa de grupo en el CRG. “Lo que es único en este estudio es que nos ayudó a visualizar los ARN emergentes con una resolución sin precedentes y a ver la ubicación física del ARN emergente con respecto a los ‘clutches’ de nucleosomas activos. De cara al futuro usaremos este tipo de análisis para analizar la cinética de expresión genética con mayor precisión.”