Heredamos de nuestros padres mucho más que los genes, ya que nos transmiten también un sistema de regulación de los genes que puede ser influido por nuestro entorno y modo de vida. Al menos en determinados casos, estas adaptaciones ambientales pueden pasar a la descendencia.

© varunkul01
La herencia no sólo se transmite a través de los genes. Un nuevo estudio ha confirmado que no sólo el ADN, sino también las instrucciones epigenéticas heredadas, contribuyen también a regular la expresión génica en la descendencia.

El estudio, desarrollado por el Instituto Max Planck de Inmunobiología y de Epigenética de Friburgo, describe por primera vez las consecuencias biológicas de esta información heredada y demuestra que la memoria epigenética de la madre es esencial para el desarrollo y la supervivencia de la nueva generación. Los resultados se publican en la revista Science, según se informa en un comunicado.

La epigenética es el conjunto de reacciones químicas y demás procesos que modifican la actividad del ADN, sin alterar su secuencia. Las marcas epigenéticas no son genes. Estas informaciones epigenéticas, transmitidas de padres a hijos, contribuyen a regular la expresión de los genes que se heredan de una generación a otra. Intervienen también en el desarrollo normal del embrión, aseguran los investigadores.

Los mecanismos epigenéticos son modulados por factores ambientales como la alimentación o el modo de vida. Desempeñan un papel importante en el funcionamiento del organismo, permitiendo a los genes expresarse o no. Esta investigación no sólo muestra cómo las modificaciones epigenéticas son transmitidas de una madre a su descendencia, sino sobre todo el papel esencial que estos cambios desempeñan en el desarrollo del embrión.

Modificaciones epigenéticas

Los científicos han debatido durante mucho tiempo sobre la capacidad de las modificaciones epigenéticas acumuladas durante toda una vida, de traspasar la frontera generacional y transmitirse a los hijos e incluso a los nietos.

Hasta hace poco se pensaba que la memoria epigenética acumulada durante la vida se olvidaba desde el desarrollo de los espermatozoides y de los óvulos. Sólo desde los años 90 empezó a asumirse que las informaciones epigenéticas podían transmitirse a la descendencia, si bien el mecanismo que lo conseguía se consideraba un misterio.

Los estudios epidemiológicos han descubierto una sorprendente relación entre la alimentación de los abuelos y el riesgo de diabetes y enfermedades cardiovasculares en los nietos, señalan al respecto los investigadores.

Añaden que el cuerpo humano posee menos de 250 tipos diferentes de células y que su ADN está compuesto de las mismas bases, y en el mismo orden, incluso si estos tipos de células son diferentes entre sí por su apariencia y funciones.

Estas diferencias proceden de un proceso epigenético. Las modificaciones epigenéticas marcan regiones específicas del ADN con la finalidad de que atraigan o retengan las proteínas que activan a los genes.

Estas modificaciones son las que crean, paso a paso, los modelos de secuencias de ADN que están, ya activas, ya inactivas, en cada tipo de célula. Además, las marcas epigenéticas pueden cambiar a lo largo de la vida como consecuencia de nuestro entorno o modo de vida. También influyen en estos cambios el estrés, la enfermedad o la alimentación, que se introducen en la memoria epigenética de las células.

Moscas de la fruta

Los investigadores recurrieron a moscas de la fruta para explorar cómo las modificaciones epigenéticas se transmiten de una madre a un embrión. Para ello se concentraron en una modificación llamada H3K27me3, que se encuentra también en los humanos.

Esta modificación altera la cromatina, el ensamblaje del ADN en el núcleo celular y está asociada principalmente a la represión o expresión de los genes. Los investigadores comprobaron que las modificaciones H3K27me3 en los óvulos de la madre mosca estaban presentes en el embrión después de la fecundación, aunque otras marcas epigenéticas hubieran desaparecido.

A continuación quisieron saber el papel de la modificación H3K27me3 en el embrión. Utilizando herramientas genéticas específicas, los investigadores impidieron a esta modificación funcionar normalmente y comprobaron que los embriones que habían perdido H3K27me3 no terminaron su desarrollo.

De esta forma concluyeron que, en la reproducción, la información epigenética no sólo se hereda de una generación a otra, sino que también es importante para el desarrollo del embrión.

La observación de los embriones modificados permitió constatar asimismo que muchos genes asociados al desarrollo, que normalmente se suprimen durante la embriogénesis, se expresaron finalmente en los embriones que no tenían el H3K27me3.

Consecuencias biológicas

Esta activación prematura de estos genes durante el desarrollo perturbó la embriogénesis y causado la muerte del embrión. Por eso piensan que la información epigenética heredada es necesaria para la correcta transmisión del código genético al embrión.

Según los investigadores, este trabajo revela claramente las consecuencias biológicas de la información epigenética hereditaria y demuestra que las modificaciones epigenéticas en las moscas pueden ser transmitidas de una generación a otra. Además, descubre que las marcas epigenéticas transmitidas por la madre controlan la activación de los genes durante la embriogénesis.

Por eso piensan que heredamos de nuestros padres mucho más que los genes, ya que nos transmiten también un sistema de regulación de los genes que puede ser influido por nuestro entorno y modo de vida. Concluyen que, al menos en determinados casos, estas adaptaciones ambientales pueden pasar a la descendencia.

Como ya se sabe que la perturbación de determinados mecanismos epigenéticos puede provocar enfermedades como el cáncer, la diabetes o alteraciones del sistema inmunológico, este estudio puede tener también importantes repercusiones sobre la salud humana, según los investigadores.
Referencia

Germ line-inherited H3K27me3 restricts enhancer function during maternal-to-zygotic transition. Science 14 Jul 2017: Vol. 357, Issue 6347, pp. 212-216. DOI:10.1126/science.aam5339