Un reciente estudio ha revelado importantes detalles sobre la proteína histona H1, conocida como el guardián de la estabilidad del genoma, y su crucial función en la organización y protección del DNA.
Investigadores del Instituto de Biología Molecular de Barcelona (IBMB-CSIC) han demostrado cómo la H1 regula la heterocromatina, una región del núcleo celular vital para el control genético.
Publicado en la revista Cell Reports el 5 de junio de 2024, este trabajo ha sido liderado por los científicos Jordi Bernués y Fernando Azorín.
La histona H1 ha sido previamente identificada como un regulador esencial en la heterocromatina, que es la parte más compactada y menos activa del DNA.
A pesar de este conocimiento, los mecanismos específicos por los cuales la H1 ejerce su función protectora no habían sido completamente comprendidos.
Este nuevo estudio arroja luz sobre el proceso, mostrando que la eliminación de H1 afecta significativamente la estructura y funcionalidad de la cromatina.
La investigación revela que la ausencia de H1 aumenta la accesibilidad de la cromatina y la transcripción genética.
Sin H1, se observa un incremento en la presencia de RNA polimerasa II y en la producción de RNA de cromatina (cRNA).
Además, dos proteínas clave, hrp36 y hrp48, desaparecen, dejando expuesto al RNA y permitiendo la formación de estructuras RNA:DNA llamadas R-loops.
Los R-loops son híbridos que se forman cuando una cadena de RNA recién sintetizada se vuelve a combinar con su molde de DNA, dejando la otra cadena de DNA libre.
Aunque estas estructuras pueden ocurrir naturalmente, su exceso es perjudicial y puede llevar a daños en el DNA, inestabilidad genómica y muerte celular.
Este fenómeno fue observado en moscas Drosophila con solo el 50% de los niveles normales de H1, resultando en embriones no viables y en órganos con malformaciones severas cuando la reducción de H1 se limitaba a ciertas áreas.
El estudio detalla cómo las proteínas hrp36 y hrp48, entre otras, desempeñan un papel protector crucial sobre el RNA naciente.
La ausencia de estas proteínas, resultado de la supresión de H1, deja el RNA vulnerable y facilita la formación de R-loops, que desestabilizan la estructura de la heterocromatina y permiten la expresión de secuencias genéticas que normalmente permanecerían silenciadas.
Estos hallazgos son significativos no solo para comprender la regulación genética en organismos vivos, sino también para el estudio de ciertas patologías.
Por ejemplo, en algunos tipos de cáncer, se ha observado una disminución de H1, lo cual podría estar relacionado con la inestabilidad genómica y la hiperrecombinación característica de estas células malignas.
Esta investigación proporciona una base para entender mejor estos mecanismos y potencialmente desarrollar nuevas estrategias terapéuticas.
El trabajo contó con la colaboración de investigadores del Centro de Regulación Genómica (CRG) y del Instituto de Investigación Biomédica (IRB) de Barcelona.
La implicación de estas instituciones subraya la importancia del estudio y su potencial impacto en el campo de la biología molecular y la medicina.
La histona H1 juega un papel fundamental en la estabilidad del genoma, especialmente en la regulación de las regiones no codificantes del DNA, que constituyen una gran parte del genoma eucariota.
Este estudio no solo aclara el papel de H1 en la heterocromatina sino que también abre nuevas vías para investigar cómo se controla la expresión génica y cómo estas funciones pueden ser alteradas en enfermedades.
