La mutación dirigida del gen de la metiltransferasa del ADN resulta en letalidad embrionaria

Área de la Ciencia:

• La epigenética y la regulación génica.
• Biología del desarrollo Biología del desarrollo.
• Genética y Genómica.

Sus antecedentes:

• La metilación del ADN es crucial para el desarrollo de los mamíferos.
• La ADN metiltransferasa (DNMT) es la enzima principal responsable de la metilación del ADN.
• Comprender el papel de la DNMT in vivo es esencial para los estudios del desarrollo.

Objetivo del estudio:

• Para investigar la función in vivo de la ADN metiltransferasa (DNMT) mediante la creación de un modelo de ratón knockout.
• Determinar las consecuencias de la metilación reducida del ADN genómico en el desarrollo embrionario y la viabilidad celular.

Principales métodos:

• El gen que apunta a las células madre embrionarias (ES) para interrumpir el gen de la metiltransferasa del ADN murino.
• Generación de líneas celulares ES mutantes homocigotas y análisis de la actividad de la ADN metiltransferasa y los niveles de metilación del ADN.
• Introducción de la mutación en la línea germinal del ratón para evaluar la letalidad embrionaria y las anomalías del desarrollo.

Principales resultados:

• Las células ES mutantes homocigotas exhibieron actividad de metiltransferasa en el ADN y una reducción de 3 veces en los niveles genómicos de 5-metilcitosina (m5C), sin impacto en la viabilidad o morfología celular.
• El análisis del Southern blot reveló la desmetilación del ADN retroviral endógeno en células ES mutantes.
• La transmisión germinal de la mutación resultó en embriones homocigotos con retraso en el crecimiento, retrasos en el desarrollo y letalidad embrionaria a mediados de la gestación.
• Los embriones homocigotos mostraron una reducción similar en los niveles de m5C como se observó en las células ES.

Conclusiones:

• Una reducción significativa en la metilación del ADN genómico es compatible con la viabilidad de las células madre embrionarias in vitro.
• Sin embargo, una reducción similar en la metilación del ADN durante el desarrollo embrionario conduce a graves anomalías del desarrollo y letalidad.
• Estos hallazgos resaltan el papel crítico y dependiente del contexto de la metilación del ADN en la embriogénesis de los mamíferos.