En el núcleo de cada célula hay un mismo libro: el genoma. Pero se lee de formas distintas: unas páginas están siempre abiertas, otras bien cerradas y otras solo se abren por un tiempo. Los científicos llevaban mucho tiempo queriendo ver cómo cambia esa apertura con la edad, pero los métodos habituales o cortaban el libro en páginas y perdían su aspecto, o solo iluminaban algunos marcadores sin mostrar con qué soltura se pasan las páginas.
El nuevo enfoque, bautizado como ATAC-see, funciona como un lector con linterna: ilumina justo aquellos lugares del ADN a los que pueden entrar las proteínas reguladoras. La enzima transposasa Tn5 con una marca fluorescente se inserta solo en las regiones abiertas y, bajo el microscopio, estas estallan en puntos brillantes. El problema era que en las células fijadas el núcleo se vuelve parecido a un libro bien apretado dentro de celofán: a la enzima le cuesta penetrar. Los autores probaron distintas condiciones de fijación e incubación, como un encuadernador que ajusta el pegamento y el tiempo de prensado, y dieron con un régimen en el que la señal se vuelve nítida y el ruido desaparece.
Cuando la plataforma se probó en células de piel de donantes de 22, 75 y 96 años, apareció un cuadro claro: con la edad, las páginas del libro se van desplegando cada vez más. En las personas mayores, la cromatina de los fibroblastos resultó bastante más accesible que en los jóvenes. La misma tendencia se manifestó en ratones, en la piel y el hígado, mientras que en el corazón la accesibilidad, en cambio, disminuía ligeramente. Las células con progeria de Hutchinson-Gilford, un síndrome de envejecimiento prematuro, parecían tener su libro abierto de par en par ya desde jóvenes.
Antes, para entender qué genes estaban activos había que destruir las células y leer las secuencias de ADN, perdiendo además en qué lugar exacto del núcleo se encontraba cada región. Ahora, en cambio, se pueden observar tejidos enteros y ver en qué células el libro está abierto y en cuáles cerrado. Esto es especialmente importante para las futuras terapias de rejuvenecimiento: si aprendemos a devolver a las células su empaquetamiento joven del ADN, necesitaremos una forma rápida de comprobar si lo hemos conseguido. La plataforma ATAC-see ofrece precisamente eso: muestra qué páginas del genoma vuelven a cerrarse y cuáles permanecen abiertas.
Y así el libro regresa a su comienzo: lo que antes era un empaquetamiento invisible de la información hereditaria ahora se puede contemplar en detalle. El envejecimiento resultó ser un proceso en el que el genoma se va abriendo poco a poco, como un libro que cada vez se deja más a menudo abierto por la misma página. Y el nuevo método permite no solo ver esa apertura, sino también medirla, para que en el futuro, quizá, aprendamos a cerrar las páginas sobrantes y a devolver a las células su juventud bien ordenada.
ATAC-see utiliza la misma transposasa Tn5 que ATAC-seq, pero con una marca fluorescente: la enzima, en sentido literal, «ilumina» las zonas abiertas del ADN y permite verlas al microscopio.
La idea de visualizar el estado epigenético de las células resuena con la película «Gattaca», donde el pasaporte genético determina el destino de una persona. Aquí el paisaje de la cromatina se convierte en un marcador visible de la edad y de su posible reversibilidad.
No publicado en arXiv. Aquí están su página, el PDF y la formalización: puede comprobarlo usted mismo, no solo leer nuestro análisis.