La arquitectura promotora dicta la variabilidad de célula a célula en la expresión génica

Área de la Ciencia:

• Biología Molecular Biología Molecular
• Biología de Sistemas Biología de Sistemas.
• Genética La genética.

Sus antecedentes:

• La variabilidad de la expresión génica de una célula a otra es un área clave en la investigación de la regulación génica.
• Existe una brecha entre los modelos teóricos de la regulación transcripcional procariótica y los hallazgos experimentales con respecto a la variabilidad de la expresión.
• Los estudios existentes sugieren que la variabilidad es independiente de la arquitectura reguladora, lo que contradice algunos modelos moleculares.

Objetivo del estudio:

• Investigar la relación entre los detalles moleculares de la transcripción y la variabilidad de la expresión génica en Escherichia coli.
• Para determinar si la variabilidad de la expresión génica está influenciada por la fuerza del promotor, la unión del factor de transcripción y los números de copia del factor de transcripción.
• Para probar si los modelos libres de parámetros pueden predecir la variabilidad observada de la expresión génica.

Principales métodos:

• Construcción sistemática de promotores de Escherichia coli con variadas fortalezas y características de unión al factor de transcripción.
• Utilizando la fluorescencia del ARN mensajero (ARNm) en la hibridación in situ para cuantificar la variabilidad de la expresión génica.
• Comparar los datos experimentales con las predicciones de modelos moleculares libres de parámetros.

Principales resultados:

• Se descubrió que la variabilidad de la expresión génica dependía de los detalles moleculares de la transcripción.
• Las variaciones sistemáticas en los parámetros del promotor y del factor de transcripción afectaron directamente la variabilidad de la expresión del ARNm.
• Los modelos libres de parámetros predijeron con precisión la variabilidad experimentalmente observada en la expresión génica.

Conclusiones:

• Los mecanismos moleculares que gobiernan la transcripción dictan directamente la variabilidad en la expresión del ARNm.
• El ruido transcripcional es un parámetro sintonizable, lo que sugiere que puede ser moldeado por procesos evolutivos.
• La variabilidad de la expresión génica no es indiferente a la arquitectura reguladora subyacente, sino que está controlada con precisión por los detalles transcripcionales.