El despertar del genoma

El desarrollo embrionario es un suceso altamente complejo y perfectamente orquestado gracias al cual se obtiene un organismo completo a partir de una única célula, el zigoto.  Son cuatro los procesos esenciales durante este acontecimiento: proliferación, diferenciación, interacción y migración celular, todos ellos controlados por el genoma del embrión. Por eso es necesario que el genoma embrionario se active y revele en sus funciones al genoma materno.

Aquí es donde entran los llamados genes de efecto materno, aquellos que codifican transcritos que la madre deposita en el ovocito y cuya función se realiza en el embrión. Así, madres mutantes para uno de estos genes son fenotípicamente normales, no así su descendencia. Su función es diversa y abarca desde el control de la división meiótica hasta la ya mencionada activación genómica del zigoto. A diferencia de otros organismos como los artrópodos, los mamíferos tenemos una activación muy temprana, comienza hacia el final del estadío 1-célula y finaliza en el estadío 4-células, es decir, a las 48 horas de producirse la fecundación.

Mater es uno de estos genes, y parece ser que tiene un papel relevante en este proceso ya que descendientes de ratonas que carecen de este gen son incapaces de desarrollarse más allá del estadio 2-células. Estudios llevados a cabo por investigadores estadounidenses sobre ratones demuestran que: tanto los transcritos de Mater como la proteína por ellos codificada se encuentran en el citoplasma, núcleo y mitocondrias de ovocitos inmaduros.

Kroemer y su equipo propusieron que la presencia de la proteína MATER en las mitocondrias podría deberse a un papel de la proteína en la fosforilzación oxidativa así como en la apoptosis. De esta forma, la disfunción mitocondrial producida por la carencia de MATER podría reducir la producción de ATP lo que implicaría la disminución de la actividad de la dineina y kinesina en el transporte de orgánulos sobre los microtúbulos. Se sabe que las mitocondrias se redistribuyen al final de la ovogénesis y principio de la embriogénesis y que la interrupción de este proceso afecta negativamente a la organización y segregación cromosómica. También se ha propuesto que la apoptosis pueda ser la ruta predeterminada para la eliminación de embriones que no superan los hitos esenciales del desarrollo. Por otro lado, la presencia de MATER en el nucléolo puede significar un papel en la biogénesis de ribosomas, RNA pequeños y en ciclo celular. Todo esto llevaría a los embriones carentes de Mater a una desorganización nucleolar y a anormalidades en la función de la cromatina.

En 2002 un grupo estadounidense caracterizó el gen homólogo a Mater en humanos, y estableció que tanto la secuencia como las características estructurales de la proteína humana eran muy similares a las de ratón.

¿Podríamos estar delante de una nueva rama en el estudio de la infertilidad humana?

 Fuentes: Elder and Dale (Invitro Fertilization, 200), Pedersen and Peters (J Reprod Fertil, 1968), Ravagnan and Roumier (J Cell Physiol, 2002), Schier (Science, 2007), Tong and Bondy (Hum Reprod, 2002), Tong and Gold (Endocrinology, 2004).

 Esta entrada participa en el IV Carnaval de Biología, que organiza @davidzote en su blog Biounalm