Investigadores logran recrear la formación de roturas de ADN en meiosis en laboratorio

Investigadores de la Academia China de Ciencias han logrado un avance significativo en la comprensión de la meiosis, un proceso fundamental para la reproducción sexual. En un estudio publicado en la revista Nature, el equipo liderado por el profesor Tong Minghan ha conseguido reconstituir en vitro la formación de rupturas de doble hebra (DSB) en el ADN, un fenómeno crucial para la recombinación genética.

Relevancia de la Meiosis y la Reconstitución de DSBs

La meiosis es un tipo especializado de división celular que permite la generación de gametos, y es esencial para la variabilidad genética en organismos que se reproducen sexualmente. Durante este proceso, se producen DSBs programadas, catalizadas por la proteína Spo11, un descubrimiento que data de 1997. Sin embargo, a pesar de los esfuerzos realizados durante casi tres décadas, la reconstitución del proceso de formación de DSBs en un entorno de laboratorio había permanecido como un desafío sin resolver.

El equipo de investigación ha utilizado células Expi293F para expresar y purificar el complejo SPO11-TOP6BL, demostrando que este complejo es capaz de cortar el ADN y unirse covalentemente al extremo 5′ de las rupturas en el ADN. Esta reconstitución de la formación de DSBs en vitro resuelve una cuestión de larga data en el campo de la recombinación meiótica.

Utilizando una estrategia de mutación puntual, los investigadores encontraron que el ion Mg²⁺ es esencial para la actividad de corte de ADN del complejo. Los ratones modificados genéticamente con una mutación en SPO11 que interfiere con la unión de Mg²⁺ mostraron una pérdida completa de formación de DSBs. Este hallazgo sugiere que la actividad del complejo SPO11 funciona de manera independiente del ATP, a diferencia de su enzima ancestral, la topoisomerasa VI.

Este trabajo representa un avance notable en la comprensión de la recombinación meiótica y proporciona una plataforma poderosa para desentrañar los mecanismos moleculares involucrados en este proceso. La investigación no solo contribuye al conocimiento fundamental sobre la biología celular, sino que también puede tener implicaciones en la medicina reproductiva y en la conservación de la biodiversidad.