En un estudio publicado recientemente, un equipo del Centro de Regulación Genómica (CRG) y el Centro Nacional de Análisis Genómico (CNAG) ha demostrado que el mecanismo de regulación genómica distal está activo en animales no bilaterales como las esponjas o las medusas peine. Este descubrimiento sugiere que este sistema de regulación apareció unos 150 millones de años antes de lo que se pensaba.
La regulación distal es la capacidad de controlar la expresión de genes alejados en el genoma. Se forman bucles que unen los genes activando la expresión. Hasta ahora, se consideraba que la regulación distal solo se daba en animales bilaterales, es decir, en aquellos que tienen simetría bilateral que divide el cuerpo en dos mitades idénticas. El hallazgo del equipo del CRG indica que también se da en animales más sencillos genéticamente y con menos bases de ADN.
Para encontrarlo, los investigadores e investigadoras analizaron el genoma y su disposición espacial tanto en algunos animales no bilaterales (como las esponjas) como en sus ancestros unicelulares. Mientras que en los primeros han encontrado los bucles de cromatina que acercan entre sí a los genes promotores y amplificadores (enhancers), para así activar la expresión génica correspondiente, en los segundos, la regulación genómica solo está controlada linealmente y a poca distancia.
El estudio sugiere que la regulación distal habría aparecido en un antepasado común a todos los animales. Éste, seguramente una criatura marina, habría desarrollado la capacidad de plegar ADN de manera controlada creando los bucles y acercando diversos fragmentos en el espacio que de otra manera estarían muy separados. Según Iana Kim, primera autora del artículo y afiliada tanto al CRG como al CNAG, “esta criatura podría reutilizar su conjunto de herramientas genéticas de diferentes maneras, lo que le permitiría refinar y explorar estrategias de supervivencia innovadoras. No esperábamos que esta capa de complejidad fuera tan antigua.”
Además, el equipo, liderado por Arnau Sebé-Pedrós (CRG), detectó una diferencia sustancial en la estructura genética de los animales no bilaterales con respecto a lo que ya se conocía. En los animales bilaterales, los bucles de cromatina están delimitados por las proteínas CTCF que los cierran, como si de un lazo se tratara, y que acercan los genes distales. En cambio, han visto que los animales no bilaterales no tienen esta proteína ni ninguna equivalente que haga la misma función. “Es impresionante que el mismo problema se haya resuelto con diferentes herramientas. Gracias a este trabajo, ahora sabemos que se pueden utilizar dos proteínas diferentes para unir las piezas distales de ADN en el espacio formando un bucle”, dice el también autor Marc A. Marti-Renom, jefe de grupo del CNAG y del CRG.
Esta investigación ayuda a entender cómo evolucionó la regulación genómica y podría ayudar a detectar qué partes de esta pueden fallar más fácilmente, lo que se podría traducir en la detección temprana de enfermedades y en desarrollo de nuevas terapias.
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
