En un estudi publicat recentment, un equip del Centre de Regulació Genòmica (CRG) i el Centre Nacional d’Anàlisi Genòmic (CNAG) ha demostrat que el mecanisme de regulació genòmica distal està actiu en animals no bilaterals com les esponges o les nous de mar. Aquest descobriment suggereix que aquest sistema de regulació va aparèixer uns 150 milions d’anys abans del que es pensava.
La regulació distal és la capacitat de controlar l’expressió de gens allunyats en el genoma. Es formen bucles que uneixen els gens activant l’expressió. Fins ara, es considerava que la regulació distal només es donava en animals bilaterals, és a dir, en aquells que tenen simetria bilateral que divideix el cos en dues meitats idèntiques. El descobriment de l’equip del CRG indica que també es dona en animals més senzills genèticament i amb menys bases d’ADN.
Per trobar-lo, els investigadors i investigadores van analitzar el genoma i la seva disposició espacial tant en alguns animals no bilateral (com les esponges) com en els seus ancestres unicel·lulars. Mentre que als primers van trobar els bucles de cromatina que apropen entre sí als gens promotors i amplificadors (enhancers), per a així activar l’expressió gènica corresponent, als segons, la regulació genòmica només està controlada linealment i a poca distància.
L’estudi suggereix que la regulació distal hauria aparegut en un avantpassat comú a tots els animals. Aquest, segurament una criatura marina, hauria desenvolupat la capacitat de plegar l’ADN de manera controlada creant els bucles i apropant els diversos fragments a l’espai que d’una altra manera estarien molt separats. Segons Iana Kim, primera autora de l’article i afiliada tant al CRG com al CNAG, “aquesta criatura podria reutilitzar el seu conjunt d’eines genètiques de diferents maneres, el que li permetria refinar i explorar estratègies de supervivència innovadores. No esperàvem que aquesta capa de complexitat fos tant antiga.”
A més, l’equip, liderat per Arnau Sebé-Pedrós (CRG), va detectar una diferència substancial en l’estructura genètica dels animals no bilaterals respecte al que se es coneixia. Als animals bilaterals, els bucles de cromatina estan delimitats per les proteïnes CTCF que els tanquen, com si fos un llaç, i que apropen els gens distals. En canvi, han vist que els animals no bilaterals no tenen aquesta proteïna ni cap equivalent que faci la mateixa funció. “És impressionant que el mateix problema s’hagi resolt amb diferents eines. Gràcies a aquest treball, ara sabem que es poden fer servir dues proteïnes diferents per unir les peces distals d’ADN en l’espai formant un bucle”, diu el també autor Marc A. Marti-Renom, cap de grup del CNAG i del CRG.
Aquesta investigació ajuda a entendre com va evolucionar la regulació genòmica i podria ajudar a detectar quines parts d’aquesta poden fallar més fàcilment, el que es podria traduir en la detecció primerenca de malalties i en el desenvolupament de noves teràpies.
Kim, I.V., Navarrete, C., Grau-Bové, X. et al. Chromatin loops are an ancestral hallmark of the animal regulatory genome. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-08960-w
