Investigadores del MIT han descubierto que la estructura tridimensional del genoma no desaparece completamente durante la división celular, como se creía durante mucho tiempo. En cambio, pequeños bucles conocidos como microcompartimentos permanecen intactos e incluso se fortalecen, lo que podría explicar los breves picos de actividad génica en la mitosis. Este hallazgo desafía las visiones tradicionales sobre cómo las células mantienen la regulación genética a través de las divisiones.
Durante décadas, los científicos asumieron que durante la mitosis —la fase de la división celular en la que los cromosomas se condensan y duplican— la intrincada arquitectura 3D del genoma desaparece temporalmente, solo para reformarse después. Este modelo sugería una 'pizarra en blanco' sin estructura relacionada con los genes, permitiendo un reinicio limpio de la actividad genética.
Nuevos hallazgos del MIT, publicados en Nature Structural and Molecular Biology, derrocan esta idea. Utilizando una técnica de mapeo de alta resolución llamada Region-Capture Micro-C (RC-MC), desarrollada por el equipo en 2023, los investigadores identificaron 'microcompartimentos' —pequeños bucles que conectan potenciadores (segmentos de ADN reguladores) con promotores (puntos de inicio de genes). Estos bucles persisten a través de la mitosis, volviéndose más pronunciados a medida que los cromosomas se compactan.
"Este estudio realmente ayuda a aclarar cómo debemos pensar en la mitosis. En el pasado, se consideraba la mitosis como una pizarra en blanco, sin transcripción y sin estructura relacionada con la actividad génica. Y ahora sabemos que no es del todo así", dijo Anders Sejr Hansen, profesor asociado de ingeniería biológica en el MIT.
Los bucles que se fortalecen pueden ayudar a las células a 'recordar' las interacciones genéticas previas a la división, uniendo la estructura del genoma con su función —un desafío de larga data en el campo. El autor principal Viraat Goel PhD '25 señaló: "Los hallazgos ayudan a unir la estructura del genoma con su función en la gestión de cómo se encienden y apagan los genes, lo que ha sido un desafío pendiente en el campo durante décadas."
Esta persistencia también arroja luz sobre un misterioso estallido transcripcional observado desde la década de 1960, con picos confirmados en estudios de 2016 y 2017. Los microcompartimentos cerca de genes activos se forman accidentalmente debido a la compactación, activando brevemente la transcripción antes de que la célula los elimine en la fase G1 posterior a la división.
Los autores principales incluyen a Hansen y Edward Banigan, con coautores Leonid Mirny del MIT y Gerd Blobel de la Universidad de Pensilvania. El trabajo, financiado por el NIH y otros, abre preguntas sobre cómo el tamaño y la forma de la célula influyen en estas estructuras.