Impacto de la retrotransposición del elemento line-1 en genomas pluripotentes

Resumen

Long interspersed element 1 (LINE-1) ó L1 es el retrotransposón autónomo más eficiente encontrado en mamíferos. Constituye el 17% del ADN humano y. dada su condición proliferativa y mutagénica puede causar daños o beneficios en el ADN de la célula hospedadora ya sea por su capacidad generadora de rearreglos cromosómicos, e por efectos sutiles y específicos en los que puede afectar la expresión génica de una célula hospedera. Aunque el L1 hace parte constitutiva de la mayoría de las unidades de transcripción en los genomas mamíferos, los efectos de sus inserciones que principalmente son intronicas, aún son objeto de investigación. En general se ha observado que la retrotransposición del L1 tiende a darse en células germinales o en fases tempranas del desarrollo, datos que indican que nuestro genoma pluripotente es un sustrato natural para el proceso de retrotransposición. Por tanto es relevante la determinación del impacto causado por las nuevas inserciones del L1 en los genomas pluripotentes y su papel en el proceso de diferenciación celular. Los eventos de retrotransposición del L1, en los que impacta unidades codificantes de genomas pluripotentes, traen como consecuencias cambios en la estructura molecular del gen que pueden interferir o no en su expresión en el estado pluripotente, aunque su efecto en el proceso de diferenciación celular no se ha observado. El conocimiento de estos eventos contribuiría a la etiología y epidemiologia molecular, de las afecciones humanas causadas por inserciones del L1 llevadas a cabo en células madre en el desarrollo temprano de un individuo, además contribuiría aportando datos con respecto a las orientaciones funcionales desde el punto de vista evolutivo. El presente estudio busca determinar el impacto a nivel molecular causado por los eventos de retrotransposición del elemento L1 en secuencias codificantes de genomas pluripotentes y su repercusión en el estado diferenciado. Para esto se generaron a partir de un novedoso sistema de rescate en plásmido (Recovery) líneas celulares transgénicas pluripotentes a partir de células de carcinoma embrionario humano (hECs) PA1 con inserciones únicas del L1 dentro de unidades génicas identificadas. Mediante el uso del vector pRAM/LRE3 usado en la generación de las inserciones fue posible escindir todo el ADN ¿aritificial¿ convencionalmente presente en los ensayos de retrotransposición in vitro, logrando de esta forma obtener inserciones del L1 en un estado ¿naturalizado¿, imitando de esta forma y de manera controlada un ambiente natural ¿silvestre¿ en el que se encuentra normalmente una nueva inserción del L1. De esta forma las líneas obtenidas con una inserción de novo del L1 son aptas para múltiples análisis moleculares, tales como evaluaciones de expresión génica entre otros. Aproximadamente el 40% de las inserciones obtenidas fueron identificadas en regiones intronicas de unidades codificantes. Las variaciones en la expresión de los genes impactados por el L1 fueron diversos proponiendo panoramas individuales e intervenciones del ADN huésped que quedan por aclarar. En ciertas ocasiones se pudo determinar que la presencia de un L1 manipulado genéticamente influía de una manera diferencial en los resultados de la expresión génica de las células pluripotentes, validando de esta forma el sesgo experimental al que están sometidos los ensayos de retrotransposición in vitro. interesantemente se identificaron varios casos atípicos de sobre-regulación de la expresión génica tanto en inserciones sentido como antisentido, desmitificando los efectos negativos sobre la expresión de los transcritos por efectos de las inserciones del L1 hasta ahora observados. Tres de los eventos de retrotransposición fueron identificados como agentes moduladores de la expresión génica en células una vez diferenciadas, apreciándose efectos desreguladores y sobrerreguladores igualmente observados en los estados pluripotentes, efectos que no se encontraros relación con el sentido de la orientación de las inserciones. De esta forma queda en evidencia la influencia del elemento L1 en la regulación de la expresión génica en las células pluripotentes (EC), convirtiéndose así mismo en un agente moderador de los niveles de expresión en células diferenciadas, y de esta forma contribuir en el desarrollo de variabilidad somática en el que en términos evolutivos podría desencadenar en ciertos casos procesos adaptación.