Epigenética del desarrollo cerebral. La nueva frontera de la Neuroendocrinología
Resumen
La epigenética es un nivel superior en el complejo sistema de la regulación de la expresión génica. En este sentido, los mecanismos moleculares implicadosen la regulación epigenética consisten, esencialmente, en el control de la expresión de ciertos genes mediante la metilación de las islas CpG del DNA,cercanas a sus promotores o por modificación postraduccional de las histonas mediante acetilación o metilación. Estos procesos llevan consigo el silenciamiento temporal o permanente de ciertos genes o, en su caso, su activación enel momento requerido. Es lógico que este sofisticado mecanismo se utilice durante el desarrollo y, más aún, si se trata del Sistema Nervioso, puesto que las modificaciones epigenéticas permiten la activación de aquellos genes específicos de cada tipo de célula, así como el silenciamiento permanente de los quecorresponden a otro tipo celular. De hecho, la neurógenesis tiene lugar graciasa la desinhibición de los genes neurogénicos por reversión de los mecanismosepigenéticos que los mantienen silenciados en las células pluripotentes o progenitoras. Así, los factores Hes y REST mantienen inhibida la expresión de los genes neurogénicos, no sólo de la manera tradicional, es decir, mediante su unión a los elementos cis correspondientes de los promotores, sino gracias a su efecto activador de las histonas desacilasas (HDAC). En efecto, la acetilación de las histonas provocada por la inducción de la neurogénesis expone a los genes neurogénicos a la RNA polimerasa, lo que provoca su subsiguiente transcripción. A ello contribuye, asimismo, la desmetilación específica de ciertas histonas por la acción de inhibidores de REST, tales como BRAF35. En este mecanismo intervienen numerosas proteínas efectoras, así como sRNA específicos, tales como el NRSE dsRNA y el microRNA, miR-124. Por otro lado, la impronta de genes, es decir, el silenciamiento permanente de un alelo, con objeto de que predomine la herencia procedente del padre o de la madre, parece jugar un papel esencial en el desarrollo del cerebro. Así, el gen de la necdina, una proteína que regula la quiescencia neuronal, está improntado y, por consiguiente, regulado epigenéticamente. La gliogénesis también se rige por mecanismos epigenéticos, pues la desmetilación de las islas CpG adyacentes a los promotores de los genes gliogénicos es esencial en la transición neurona-glía. Pero los procesos epigenéticos no se limitan a la regulación de la diferenciación celular, sino que intervienen, asimismo, en el desarrollo neuroendocrino, particularmente en la sexificación del cerebro durante el periodo perinatal. Así, el control epigenético de la expresión del gen del receptor del 17ß-estradiol, el ER2, dirige el desarrollo sexual del cerebro, puesto que señala las zonas que se verán afectadas por la hormona. Por último, diversas enfermedades de carácter epigenético afectan al desarrollo cerebral. Así, se han descrito trastornos epigenéticos relacionados con el síndrome de Prader-Willi, la enfemedad de Rett, el autismo e, incluso, con la esquizofrenia.
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