En los libros de biología y más allá, el genoma humano y el ADN que lo compone suelen presentarse de manera unidimensional. Aunque esta simplificación puede resultar útil para quienes se inician en el estudio, subestima la importancia de la estructura tridimensional del genoma, un aspecto que cobra especial relevancia en el ámbito de la investigación biomédica.
Para encajar en el núcleo de nuestras células, seis pies de ADN se enrollan como un hilo en carretes de proteínas denominadas histonas. En su forma empaquetada, conocida como cromatina, el ADN presenta numerosos bucles y agrupaciones. Aunque a simple vista esta disposición pueda parecer aleatoria y desordenada, esas formas tipo «tumbleweed» permiten que ciertas regiones genómicas entren en contacto cercano, mientras que aíslan a otras.
Las alteraciones en esta estructura tridimensional están asociadas a diversas enfermedades, incluidos trastornos del desarrollo y cáncer. Por ejemplo, se ha demostrado que casi el 12% de las regiones genómicas en células de cáncer de mama presentan problemas en su estructura de cromatina, mientras que otros trastornos estructurales son responsables de la leucemia linfoblástica aguda de células T.
Un nuevo enfoque en la comprensión de la cromatina
Investigadores del Sanford Burnham Prebys, junto a colegas en Hong Kong, publicaron el 27 de junio de 2025 en la revista Genome Biology un estudio que propone un nuevo enfoque para comprender mejor la estructura tridimensional de la cromatina y su influencia en la regulación genética.
El equipo de investigación planteó la hipótesis de que la forma tridimensional de las regiones del genoma influye en la regulación de los genes. Según Kelly Yichen Li, doctora y autora principal del estudio, muchas regiones del genoma tienden a formar lo que se conocen como dominios de asociación topológica (TADs). Estas áreas permiten una interacción más frecuente entre partes del genoma dentro del mismo dominio, mientras que las aíslan de las regiones externas.
Durante sus experimentos de mapeo espacial, los investigadores observaron que las regiones similares a TADs en células individuales tendían a adoptar una forma globular, aunque con irregularidades propias de una selección de papas en un supermercado. Estas características en las imágenes tridimensionales sugerían que podrían influir en la función de los genes cercanos.
Yuk-Lap (Kevin) Yip, profesor y director interino del Centro de Ciencias de Datos en Sanford Burnham Prebys, complementó que las regiones del genoma más cercanas a la superficie de un clúster de cromatina son más activas debido a su exposición a señales bioquímicas en el núcleo celular. Por el contrario, las áreas más profundas, similares al interior de una papa, tendrían más dificultades para recibir estas señales que promueven la expresión génica.
Para medir esta proximidad, los científicos desarrollaron un método que cuantifica la «centralidad» de una región genómica en un dominio de cromatina. Esta medida no solo les permitió definir las zonas superficiales y centrales, sino que también demostraron que las regiones superficiales son más activas que las centrales.
El potencial de este enfoque es considerable, ya que los datos aplicables a esta medida son cada vez más abundantes. Yip y Li planean seguir colaborando con el laboratorio de Pier Lorenzo Puri, médico, para avanzar en la comprensión de cómo la estructura tridimensional del genoma afecta el desarrollo de células madre musculares y la progresión de la distrofia muscular.
