ChIP-Seq
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Caracterización de la regulación transcripcional mediante ChIP-Seq

La interacción de algunas proteínas con la molécula de ADN da lugar a modificaciones en la cromatina que afectan a la regulación de la expresión génica y que, por lo tanto, pueden tener consecuencias para muchos procesos biológicos como el ciclo celular, la reparación del ADN, la respuesta inmune o el desarrollo embrionario, entre otros.

 

La tecnología ChIP-Seq (del inglés Chromatin Inmunoprecitiptation Sequecing) permite identificar las secuencias donde se unen las proteínas y mapearlas dentro del genoma. Este método se lleva a cabo en varios pasos que incluyen el tratamiento de las células con formaldehído para fijar las interacciones entre proteínas y ADN, la fragmentación de la cromatina y la inmunoprecipitación de los complejos proteína-ADN con anticuerpos específicos para la proteína de interés. Posteriormente, se realiza la secuenciación de los fragmentos de forma simultánea y el análisis bioinformático, que ofrecerán información sobre los sitios de unión. El ensayo ChIP-Seq tiene numerosas ventajas respecto a otras aproximaciones utilizadas anteriormente en epigenómica, como los microarrays, ya que proporciona un perfil de todo el genoma y no solo de las regiones seleccionadas, favoreciendo de esta manera el descubrimiento de nuevos elementos reguladores.

 

Aplicaciones clínicas

El análisis global de las interacciones proteína-ADN demuestra que un mismo factor de transcripción puede comportarse de forma diferente dependiendo del tejido o de determinadas condiciones como, por ejemplo, una patología. Comparar los perfiles de ChIP-Seq de muestras de pacientes sanos con muestras de controles ofrece la posibilidad de identificar las regiones genómicas que muestran patrones de regulación diferentes. Además, la integración de esta información con datos transcriptómicos procedentes de análisis RNA-Seq (del inglés RNA Sequencing) puede desvelar qué genes presentan una expresión alterada por un determinado factor de transcripción y analizar qué tienen en común diferentes genes que comparten un mismo motivo de unión, por ejemplo, compartir una vía de señalización. La combinación de ambos métodos puede convertirse en una herramienta indispensable para determinar los mecanismos reguladores que intervienen en el desarrollo de enfermedades. Estas aproximaciones ya han sido llevadas a cabo en el estudio de diferentes patologías, como el cáncer de mama y la leucemia.

 

Sin embargo, a pesar de su potencial, la tecnología ChIP-Seq cuenta con dos limitaciones importantes. Por un lado, disponer de suficiente muestra de partida, lo cual es especialmente complicado en estudios en los que se trabaja con biopsias y, por otro, su falta de sensibilidad para distinguir diferencias entre células de una misma muestra. Esto último supone una gran deficiencia, puesto de que la variabilidad intercelular es inherente a la mayoría de los tejidos. Recientemente, se han desarrollado ensayos ChIP-Seq a nivel de células, lo que se denomina scChIP-Seq (del inglés single-cell ChIP-Seq), para solventar este inconveniente. La metodología scChIP-Seq analiza por separado subpoblaciones celulares con la finalidad de detectar diferencias de regulación entre ellas. Este tipo de estudios tienen especial interés para analizar muestras tumorales en pacientes que presentan resistencia a ciertos tratamientos y en los que no se han encontrado mecanismos genéticos que justifiquen la resistencia.

 

La integración de los datos procedentes de ChIP-Seq con otros datos ómicos, contribuirán en un futuro cercano a tener una comprensión mucho más profunda de los mecanismos reguladores que tienen lugar en las células de nuestro organismo.