CECs - Centro de Estudios Científicos

MÁS ALLÁ DE LA HERENCIA

ESTIMULACIÓN AMBIENTAL GENERA CAMBIOS QUÍMICOS EN EL ADN

Investigadores del Laboratorio de Biología del CECs desarrollaron un experimento que muestra que los efectos de la exposición a un ambiente enriquecido queda registrada en los cambios químicos en el ADN y favorecen el proceso de aprendizaje dependiente de la experiencia.

El reciente trabajo se inserta en el debate que busca establecer si nuestras características están determinadas genéticamente o si las adquirimos de nuestro entorno a través de nuestras experiencias. En este contexto el equipo de investigación liderado por el Dr. Bredford Kerr, del Laboratorio de Biología del CECs, se dispuso a indagar experimentalmente cómo se adquiere información desde el entorno y de qué manera logran estas características inmiscuirse hasta la intimidad de nuestro genoma y formar parte de nuestra biología. Para comprender esto se expusieron ratones a un ambiente enriquecido con juguetes, laberintos y objetos que fueron diariamente cambiados, y se los comparó con ratones mantenidos en un ambiente estándar. Los resultados de esta experiencia fueron recientemente publicados en Frontiers in Molecular Neuroscience.

Izquierda: Modelo representando las observaciones realizadas. La exposición al ambiente enriquecido incrementa la metilación del ADN en el promotor de RyR3 (Círculos rojos). La proteína de unión a citosinas metiladas 2 (MeCP2) se une al promotor de RyR3 y favorece su actividad transcripcional, incrementando los niveles de ARN mensajero (mARN). SIT, Sitio de Inicio de Transcripción. Derecha: Modificación estructural de las dendritas de ratones expuestos a enriquecimiento ambiental. La activación transcripcional de RyR3 activa una vía sinaptogénica que determina el incremento de la densidad de espinas dendríticas en el hipocampo de ratones expuestos a enriquecimiento ambiental en relación a los ratones mantenidos en condiciones control.

"Pudimos observar que en los ratones que tuvieron la experiencia del ambiente enriquecido, esta quedó registrada en el ADN, dirigiendo la expresión de genes que permiten a las neuronas formar un mayor número de conexiones. Los animales incapaces de leer la información registrada en el ADN no lograron formar nuevas conexiones", señala el Dr. Rodrigo Torres, primer autor del paper. "El ADN es la molécula que contiene la información que determina la composición y funcionamiento de nuestras células. Sin embargo, nuestras observaciones muestran que el ADN también “registra” información adquirida a través de nuestras experiencias, sugiriendo que nuestra genética no es indiferente de nuestro ambiente y experiencias", añadió.

“Hasta hace unos años atrás, se consideraba que los cambios químicos en el ADN estaban sólo asociados al silenciamiento de genes en el transcurso del desarrollo. Sin embargo, existen muchos cambios químicos en el ADN que lejos de ser permanentes, son dinámicos y ocurren a lo largo del toda la vida de un individuo”, señala el Dr. Bredford Kerr. “El neurodesarrollo postnatal de un individuo es un proceso dependiente de la correcta interacción entre factores ambientales y el genoma. El resultado de esta interacción son cambios químicos en el ADN que controlan la estructura de la cromatina e impacta sobre la expresión de genes”.

Cabe destacar que este trabajo recientemente publicado es parte de la Tesis Doctoral del Dr. Torres, quien fue alumno del programa de Doctorado en Biología Celular, molecular y neurociencia de la Facultad de Ciencia de la Universidad de Chile.

El Dr. Kerr señala "hemos demostrado que la correcta interacción entre factores ambientales y el genoma genera cambios químicos (metilación de citosinas) en el promotor Ryr3 y en los niveles de expresión de este gen. Ryr3 es un importante gen para la formación de conexiones entre neuronas y la estabilización de estas conexiones, evento fundamental para el proceso de formación de la memoria y el aprendizaje. Además, hemos observado que los cambios en la metilación del promotor de Ryr3 no son permanentes en el tiempo y se reducen conforme la edad avanza. Sin embargo, la exposición a un ambiente enriquecido con estímulos físicos, sensoriales y cognitivos, previene los cambios asociados al paso del tiempo".

Ref.: Mecp2 Mediates Experience-Dependent Transcriptional Upregulation of Ryanodine Receptor Type-3 Front. Mol. Neurosci., 13 June 2017 | https://doi.org/10.3389/fnmol.2017.00188


El Centro de Estudios Científicos (CECs) es una corporación de derecho privado, sin fines de lucro, dedicada al desarrollo, fomento y difusión de la investigación científica. El CECs fue fundado en 1984 como el Centro de Estudios Científicos de Santiago donde funcionó en una casa arrendada hasta el año 2000, momento en el que se mudó a Valdivia donde evolucionó para llegar a ser lo que es hoy. Desde su fundación el CECs ha sido dirigido por el físico Claudio Bunster. Luego de treinta y seis años de existencia, el CECs ha decidido renovar su sitio web, el cual se encuentra actualmente en construcción. En el intertanto las consultas pueden ser dirigidas a info@cecs.cl. Lo que sigue es un extracto de un folleto que fue producido justo después de que el centro se trasladara a Valdivia. Sentimos que estas palabras aún reflejan su espíritu:

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Una pequeña banda de investigadores del Centro de Estudios Científicos (CECs) en Valdivia, Chile, comparte un sueño audaz, anticuado en esta era de la Gran Ciencia – la búsqueda irrestricta del conocimiento, en un pequeño instituto independiente de investigación de primera calidad. Sus miembros se han reunido durante un lapso de tiempo que abarca ya, más de un cuarto de siglo, para emprender una aventura intelectual que es riesgosa, estimulante y tremendamente productiva.

Ubicado entre los Andes y el Pacífico, en esta pequeña ciudad del sur, el CECs es uno de los pocos institutos en el mundo que trabajan en investigación de vanguardia en múltiples disciplinas, sin recibir recursos o estar afiliada a ninguna institución anfitriona. Sus investigadores son libres para desarrollar su mejor ciencia con independencia de las modas y sin restricciones burocráticas, en una atmósfera de colaboración y apoyo mutuo. El fruto de este esfuerzo se traduce en un flujo permanente de ideas innovadoras, con estudiantes altamente capacitados y resultados que son publicados en revistas especializadas. El Centro ha demostrado lo errado de los prejuicios y escepticismo relacionados con su pequeño tamaño, al ubicar a Chile, con la capacidad de sus integrantes y audaz estrategia, en el mapa mundial de la ciencia, revolucionando de paso el modelo tradicional de estructurar la ciencia en Chile y mostrando – con su ejemplo – cómo “lograr más con menos”. Sus investigadores hablan en tono de curiosidad, maravilla y ocasionalmente orgullo al describir su emocionante viaje por aguas inexploradas.

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