Un estudi desxifra els mecanismes que regulen l'expressió mútuament excloent d'un grup de gens en el paràsit de la malària

Un estudi liderat pel Dr. Alfred Cortés, professor d'investigació ICREA a ISGlobal, desxifra per primera vegada els mecanismes que regeixen l'expressió d'un grup de gens de Plasmodium falciparum, el paràsit responsable de les formes més greus de malària humana. Els resultats van ser publicats a Nucleic Acids Research, una revista d'alt impacte en temes de regulació gènica.

El cicle de vida de P. falciparum és complex i està controlat per l'expressió diferencial de gens en diferents estadis del paràsit. Una de les maneres de controlar l'expressió d'aquests gens és a través de la modificació de les proteïnes (histones) associades a l'ADN que "encenen" o "apaguen" la lectura del gen, un fenomen anomenat epigenètica. Aquestes modificacions no-genètiques (perquè no estan a l'ADN) poden ser heretades per les següents generacions. A més, s'ha vist que a P. falciparum certs gens s'expressen de manera mútuament excloent (és a dir, cada paràsit expressa només una de les variants, ja que quan una es troba en mode actiu totes les altres estan en mode silenciat). Un exemple d'això són els gens clag3, que codifiquen per una proteïna que regula el transport de substàncies, incloent compostos antimalàrics, a través de la membrana dels glòbuls vermells infectats pel paràsit.

Amb l'ajuda de paràsits transgènics als quals els van introduir còpies addicionals de les regions reguladores d'un gen clag3, els investigadors van estudiar els mecanismes d'exclusió mútua d'aquests gens. Van trobar que les còpies addicionals estan normalment silenciades però que, amb una pressió selectiva forta, s'observen paràsits que expressen més d'una còpia del gen. Anteriorment, el grup va demostrar que altres condicions de l'entorn poden seleccionar paràsits que no expressen cap dels gens clag3.

Els autors proposen que a nivell de població, la majoria dels paràsits expressen només una de les dues variants gèniques però que un nombre reduït d'individus en pot expressar ambdues o cap. Sota certes condicions (per exemple en presència d'un fàrmac), aquests paràsits podrien veure's afavorits i tornar-se predominants. "Desxifrar els mecanismes de regulació dels gens clag3 és important pel paper d'aquesta proteïna en la biologia del paràsit, i també perquè ens ajuda a entendre la dinàmica de com el paràsit s'adapta a canvis en el seu entorn", assenyala el Dr. Cortés. "A més, aquest estudi contribueix a entendre les bases de l'expressió gènica mútuament excloent, un fenomen freqüent en la naturalesa però poc comprès", afegeix Núria Rovira-Graells, primera autora de l'article.

Referència: 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