Integrando aproximaciones experimentales y teóricas para desentrañar la estructura 3D/4D de genes, cromosomas y núcleos enteros

Lugar: Salón de actos del IIBCE

Expone: Dr. Pablo Dans, Institute for Research in Biomedicine -IRB Barcelona /Barcelona Institute of Science and Technology. Barcelona, Spain

Resumen

La información contenida en la secuencia lineal del ADN ha sido invaluable para identificar los genes, sus elementos reguladores, y su distribución a lo largo de los cromosomas. Sin embargo, para comprender completamente la función de los genes y su regulación es necesario ubicar el genoma lineal en el contexto correcto: el núcleo de la célula. Dentro del núcleo, los genes se organizan formando complejas estructuras 3D que cambian con el tiempo (4D). Hemos estudiado los mecanismos que influyen en la regulación génica, que van desde cambios locales en el posicionamiento de los nucleosomas, hasta el reordenamiento tridimensional global de la cromatina y los cromosomas. Todo esto, dentro de los núcleos de células bajo diferentes condiciones de estrés en S. cerevisiae (levadura) o sujetos a diferenciación/reprogramación (células humanas).
En la presentación se mostrarán los datos experimentales de Hi-C obtenidos para medir los contactos físicos entre segmentos de cromatina y cromosomas, junto a estudios de MNase-seq (que permiten determinar la posición de los nucleosomas en el genoma), y de RNA-seq que detectan cambios en la expresión génica (tipo y cantidad de proteínas específicas que se producen). A su vez, estas técnicas de escala genómica se combinan con microscopía óptica e imágenes de súper resolución usando métodos sofisticados de marcado del material genético (genes, telómeros, centrómeros, etc.). Todas estas técnicas experimentales son finalmente integradas en dos modelos teóricos biofísicos que permiten representar en 3D/4D la cromatina, los cromosomas, y hasta nucleos enteros, desentrañando así la estructura tridimensional y la dinámica de genes y cromosomas en diferentes condiciones. Nuestro enfoque multi-escala interdisciplinario permite estudiar desde el movimiento de los cromosomas (macroescala), hasta el posicionamiento de un sólo nucleosoma específico en una región determinada con todo el detalle atómico (nanoescala).