Los investigadores han producido los mapas más detallados hasta la fecha de cómo el ADN humano se pliega y reorganiza en tres dimensiones y con el tiempo. Este trabajo, liderado por científicos de la Universidad Northwestern como parte del Proyecto 4D Nucleome, destaca cómo la arquitectura del genoma influye en la actividad génica y el riesgo de enfermedades. Los hallazgos, publicados en Nature, podrían acelerar el descubrimiento de mutaciones genéticas vinculadas a enfermedades como el cáncer.
En un avance significativo para la genética, científicos de la Universidad Northwestern, que colaboran en el Proyecto 4D Nucleome, han creado mapas completos de la organización tridimensional del genoma humano y sus cambios con el tiempo. La investigación utilizó células madre embrionarias humanas y fibroblastos para capturar cómo el ADN interactúa, se pliega y se desplaza durante el crecimiento, la función y la división celular. Publicada en la revista Nature en 2025, el estudio proporciona nuevas perspectivas sobre los arreglos físicos que controlan la expresión génica. El ADN no permanece como una hebra lineal dentro de las células; forma bucles y compartimentos dentro del núcleo, que determinan qué genes se activan o desactivan. Esto afecta el desarrollo, la identidad celular y la susceptibilidad a enfermedades. El equipo integró múltiples técnicas genómicas para generar un conjunto de datos detallado, revelando más de 140.000 bucles de cromatina por tipo de célula, junto con elementos de anclaje que regulan los genes. También clasificaron dominios cromosómicos y produjeron modelos 3D de alta resolución a nivel de célula individual, mostrando variaciones en la estructura vinculadas a procesos como la transcripción y la replicación del ADN. La coautora principal Feng Yue, profesora Duane and Susan Burnham de Medicina Molecular en el departamento de bioquímica y genética molecular de Northwestern, enfatizó la importancia de este trabajo. «Comprender cómo el genoma se pliega y reorganiza en tres dimensiones es esencial para entender cómo funcionan las células», dijo Yue. «Estos mapas nos dan una vista sin precedentes de cómo la estructura del genoma ayuda a regular la actividad génica en el espacio y el tiempo». Los investigadores evaluaron varias tecnologías para medir su efectividad en la detección de bucles, límites de dominios y cambios posicionales. Además, desarrollaron herramientas computacionales para predecir el plegamiento del genoma a partir de secuencias de ADN solas, permitiendo estimar cómo las variantes genéticas podrían alterar las estructuras 3D sin experimentos de laboratorio. Estos avances prometen beneficios para la medicina, particularmente porque muchas variantes asociadas a enfermedades ocurren en regiones no codificantes. «La organización 3D del genoma proporciona un marco poderoso para predecir qué genes probablemente se verán afectados por estas variantes patogénicas», señaló Yue. Las aplicaciones futuras pueden incluir el objetivo de errores estructurales en cánceres como la leucemia mediante fármacos como inhibidores epigenéticos, lo que podría llevar a nuevos diagnósticos y terapias.
