Un estudio descifra los mecanismos que regulan la expresión mutuamente excluyente de un grupo de genes en el parásito de la malaria

Un estudio liderado por el Dr. Alfred Cortés, profesor de investigación ICREA en ISGlobal, descifra por primera vez los mecanismos que rigen la expresión de un grupo de genes de Plasmodium falciparum, el parásito responsable de las formas más graves de malaria humana. Los resultados fueron publicados en Nucleic Acids Research, una revista de alto impacto en temas de regulación génica.

El ciclo de vida de P. falciparum es complejo y está controlado por la expresión diferencial de genes en diferentes estadíos del parásito. Una de las maneras de controlar la expresión de dichos genes es a través de la modificación de las proteínas (histonas) asociadas al ADN que "encienden" o "apagan" la lectura del gen, un fenómeno llamado epigenética. Estas modificaciones no-genéticas (porque no están en el ADN) se pueden heredar a las siguientes generaciones. Además, en P. falciparum, se ha visto que ciertos genes se expresan de manera mutuamente excluyente (es decir, cada parásito expresa sólo una de las variantes porque cuando una se encuentra en modo activo todas las otras están en modo silenciado). Un ejemplo de ello son los genes clag3, que codifican para una proteína que regula el transporte de sustancias, incluyendo compuestos antimaláricos, a través de la membrana de los glóbulos rojos infectados por el parásito.

Con la ayuda de parásitos transgénicos a los que les introdujeron copias adicionales de las regiones reguladoras de un gen clag3, los investigadores estudiaron los mecanismos de exclusión mutua de dichos genes. Encontraron que las copias adicionales están normalmente silenciadas pero que, con una presión selectiva fuerte, se observan parásitos que expresan más de una copia del gen.  Anteriormente, el grupo demostró que otras condiciones del entorno pueden seleccionar parásitos que no expresan ninguno de los genes clag3.

Los autores proponen que a nivel de población, la mayoría de los parásitos expresan sólo una de las dos variantes génicas pero que un número reducido de individuos puede expresar ambas o ninguna. Bajo ciertas condiciones (por ejemplo en presencia de un fármaco), estos parásitos podrían verse favorecidos y volverse predominantes. "Descifrar los mecanismos de regulación de clag3 es importante por el papel de dicha proteína en la biología del parásito, y también porque nos ayuda a entender la dinámica de cómo el parásito se adapta a cambios en su entorno", señala el Dr. Cortés. "Además, este estudio contribuye a entender las bases de la expresión génica mutuamente excluyente, un fenómeno frecuente en la naturaleza pero poco comprendido", añade Núria Rovira-Graells, primera autora del artículo.

Referencia: Núria Rovira-Graells, Valerie M. Crowley, Cristina Bancells, Sofía Mira-Martínez, Lluís Ribas de Pouplana and Alfred Cortés. Deciphering the principles that govern mutually exclusive expression of Plasmodium falciparum clag3 genes. Nucl. Acids Res. 2015. July 21. doi: 10.1093/nar/gkv730