Desvelan las dificultades de producir células del intestino, hígado y páncreas a partir de células madre

Fuente: http://www.eleconomista.es/salud/noticias/6601784/04/15/Desvelan-las-dificultades-de-producir-celulas-del-intestino-higado-y-pancreas-a-partir-de-celulas-madre.html#.Kku8nfMmMbbp42i

Los cromosomas en las células madre de laboratorio se abren lentamente con el tiempo en la misma secuencia que se produce durante el desarrollo embrionario, de forma que hasta que ciertas regiones cromosómicas han adquirido el estado "abierto", no son capaces de responder a los factores de crecimiento añadidos experimentalmente y convertirse en células pancreáticas o hepáticas.

Esta nueva información de por qué las células del intestino, el hígado y el páncreas son especialmente difíciles de producir a partir de células madre, según los autores de este trabajo, ayudará a impulsar los avances en la investigación con células madre y el desarrollo de nuevas terapias celulares para las enfermedades del hígado y el páncreas, como la diabetes tipo 1.

Las células madre son una gran promesa para el tratamiento de una serie de enfermedades, en parte debido a que tienen la capacidad única de diferenciarse, es decir, de especializarse en uno de los cientos de tipos de células que componen el cuerpo humano. 

Sin embargo, aprovechar este potencial es difícil, pues en algunos casos, se tarda hasta siete pasos cuidadosamente orquestados de adición de ciertos factores de crecimiento en momentos específicos para engañar a las células madre hacia el tipo celular deseado. Incluso entonces, las células del intestino, el hígado y el páncreas son notoriamente difíciles de producir a partir de células madre.

"Nuestra capacidad de generar células hepáticas y pancreáticas a partir de las células madre se ha quedado atrás en los avances que hemos hecho para otros tipos de células", explica Mike Sander, profesor de Pediatría y Medicina Celular y Molecular y director del Centro de Investigación Pediátrica de Diabetes en la Universidad de California en San Diego, Estados Unidos.

"Así que todavía no hemos sido capaces de hacer cosas como probar nuevos fármacos en el hígado derivado de células madre y células pancreáticas. Lo que hemos aprendido es que si queremos obtener células específicas a partir de las células madre, necesitamos formas de predecir cómo las células y sus cromosomas responderán a los factores de crecimiento", añade el también director de este trabajo, cuyos resultados se publican en 'Cell Stem Cell'.

Los cromosomas son las estructuras formadas por ADN bien enrollado y embalado y los seres humanos tienen 46 cromosomas, 23 heredados de cada padre. Sander, el coautor principal Bing Ren, profesor de Medicina Celular y Molecular en la Universidad de California y sus equipos diseñaron primero mapas de modificaciones cromosómicas con el tiempo, como las células madre embrionarias diferenciadas a través de varios intermediarios de desarrollo diferentes en su camino hacia convertirse en células pancreáticas y hepáticas.

Entonces, al analizar estos mapas, descubrieron vínculos entre la accesibilidad (apertura) de ciertas regiones del cromosoma y lo que ellos llaman competencia de desarrollo, es decir, la capacidad de la célula para responder a factores desencadenantes como factores de crecimiento añadidos.

"También encontramos que estas regiones cromosómicas que necesitan abrirse antes de que una célula madre se pueda diferenciar totalmente están vinculadas a regiones en las que hay variaciones en ciertos estados de enfermedad", explica Sander.

En otras palabras, si una persona fuera a heredar una variación genética en una de estas regiones cromosómicas y su cromosoma no se abriese en el momento justo, hipotéticamente podría ser más susceptible a una enfermedad que afecta a ese tipo de célula. El equipo de Sander está trabajando para investigar más a fondo el papel que, en su caso, estas regiones cromosómicas y sus variaciones desempeñan en la diabetes.

Una fotografía en alta resolución de nuestro ADN

Fuente: http://elpais.com/elpais/2015/03/12/ciencia/1426165381_714630.html

Vista del genoma con la nueva técnica óptica. 

El núcleo de una célula humana alberga unos dos metros de material genético, nuestro libro de instrucciones. En estos dos metros, el ADN se empaqueta en cromosomas y estos se organizan en nucleosomas, unos ovillos de proteínas que dan lugar a la fibra de cromatina, una estructura con apariencia de collar de perlas. Por primera vez, los científicos han observado en animales, de forma no invasiva y con suficiente calidad los nucleosomas. Es una fotografía en alta resolución de nuestro genoma.

Hasta ahora se pensaba que los nucleosomas estaban muy compactados y se esparcían de forma regular en la cromatina. En cambio, nuevos experimentos con células madre y células adultas de humano y ratón muestran que se empaquetan de forma diferente. Además, el estudio añade que están separados por regiones de ADN libres de nucleosomas.

El matiz tiene grandes implicaciones. A escala nanométrica, de millonésimas partes de un milímetro, la arquitectura interna del genoma está correlacionada con el nivel de pluripotencia de la célula, su capacidad para diferenciarse en cualquier otro tipo celular. Cuanto más pluripotente es una célula menos rígido es el empaquetado de su material genético, según las conclusiones de un estudio publicado en la revista Cell por un equipo de biólogos del Centro de Regulación Genómica (CRG) y físicos del Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO), ambos en Barcelona.

“Hemos descrito un nuevo modelo que explica cómo se estructuran las fibras de cromatina”, subraya Pia Cosma, investigadora en el CRG y coautora del estudio, hecho con la técnica de microscopía galardonada con el último premio Nobel de Química. Este equipo introduce en la literatura científica el concepto de “puesta de huevos” para referirse a la heterogeneidad en los tamaños de los grupos de nucleosomas repartidos en nidadas a lo largo de la fibra de cromatina.

Mientras que en las células ya diferenciadas (una célula de hígado, de músculo, una neurona...) las nidadas de nucleosomas son densas, compactas y muy pobladas, en las células madre (que dan lugar a todas las demás) el número de nucleosomas por cada nidada es menor y su empaquetado es más laxo. Cosma intuye que la arquitectura de la cromatina en las células madre podría favorecer algunos factores de transcripción, las proteínas que regulan la activación de un gen o de un grupo de genes. “El ADN sería más accesible porque estaría más abierto”, teoriza a partir de los resultados.

Esta investigación básica ofrece nuevas pistas para entender mejor el funcionamiento de las células madre. En concreto, los cambios en la cromatina durante los procesos de reprogramación y diferenciación celular. Por ejemplo, este conocimiento podría contribuir a entender mejor la fisiología del cáncer observando la arquitectura interna de una célula cancerígena. “Quizás tengan una estructura diferente”, especula Cosma.

En el CRG también confían en poder aplicar el hallazgo a desarrollar un sistema para discernir de forma más ágil el grado de pluripotencia de una célula madre reprogramada (iPS) a partir de una adulta en el laboratorio. Las iPS son una viga de la medicina regenerativa, cuyo objetivo es extraer células adultas del paciente, transformarlas en células madre y emplearlas para regenerar sus tejidos dañados. “Los test que utilizamos para diferenciar entre las iPS humanas buenas y menos buenas son muy trabajosos”, comenta Cosma, que ha dedicado parte de su investigación a la inducción de células madre y la reprogramación de células madre de retina.

Hasta ahora la tecnología no permitía identificar la cantidad y la posición de los nucleosomas en células vivas. “Probablemente veremos una explosión de la nueva biología en los próximos años gracias a las aportaciones de la microscopía fluorescente de superresolución”, comenta Melike Lakadamyali, la investigadora del ICFO que ha manipulado el microscopio STORM, ganador del Nobel.

Esta técnica, con un coste de entre 200.000 y 500.000 euros, mejora la calidad de las imágenes a 20 nanómetros. Un microscopio óptico convencional las conseguía a 300 nanómetros a causa de la difracción. Sin embargo, Lakadamyali apunta que la superresolución es una técnica “aún relativamente lenta” en comparación con sus predecesoras. Añade que el método deberá mejorar la velocidad para captar las dinámicas celulares con precisión de milisegundos.

La nanoscopía ya se había utilizado para visualizar otros procesos biológicos como la división del núcleo celular, pero “la mayoría de estudios previos se habían basado en la prueba de concepto”, contextualiza Lakadamyali sobre la nueva tecnología que permite observar el ADN y los nucleosomas.

Su grupo es pionero en la utilización de este microscopio para observar la cromatina y los nucleosomas en combinación con aproximaciones cuantitativas y simulaciones numéricas en células humanas de piel e iPS (reprogramadas), así como en células de ratón embrionarias y precursoras de neurona. La biología celular y la neurociencia, asegura Lakadamyali, son los dos campos que más se pueden beneficiar de esta tecnología.

Extienden los telómeros de las células para frenar el envejecimiento

Fuente: http://www.tendencias21.net/Extienden-los-telomeros-de-las-celulas-para-frenar-el-envejecimiento_a39465.html

Científicos de la Universidad de Stanford (California, EE.UU.) han desarrollado un método para extender los telómeros, las tapas que protegen los extremos de los cromosomas y que frenan el envejecimiento. Esto permitirá cultivar células para estudios de laboratorio que se dupliquen más veces y tarden más en morir.

Representación en 3-D de un telómero. 

Un nuevo procedimiento puede aumentar de forma rápida y eficaz la longitud de los telómeros humanos, las tapas protectoras de los extremos de los cromosomas que están vinculadas con el envejecimiento y la enfermedad, según científicos de la Escuela de Medicina de la Universidad de Stanford (California, EE.UU.). 

Las células tratadas se comportan como si fueran mucho más jóvenes que las células no tratadas, multiplicándose generosamente en la caja de Petri en lugar de estancarse o de morir. Las células de la piel con telómeros alargados por el procedimiento fueron capaces de dividirse hasta 40 veces más que las células no tratadas. 

El procedimiento, que implica el uso de un tipo modificado de ARN, mejorará la capacidad de los investigadores para generar grandes cantidades de células para el estudio o el desarrollo de fármacos, según los científicos. La investigación podría ayudar también a encontrar nuevas formas de tratar enfermedades causadas por el acortamiento de los telómeros. 

Los telómeros son las tapas protectoras de los extremos de las hebras de ADN llamadas cromosomas, que albergan nuestro genoma. En los seres humanos jóvenes, los telómeros tienen unos 8.000-10.000 nucleótidos de largo. Se acortan con cada división celular, sin embargo, y cuando alcanzan una longitud crítica la célula deja de dividirse o muere. Este reloj interno hace que sea difícil mantener la mayoría de las células que se cultivan en un laboratorio durante más de unas pocas duplicaciones celulares. 

"Ahora hemos encontrado una manera de alargar los telómeros humanos en hasta 1.000 nucleótidos, dando marcha atrás al reloj interno en estas células por el equivalente de muchos años de vida humana", explica Helen Blau, profesora de microbiología e inmunología de Stanford y directora del Laboratorio Baxter de Biología de Células Madre de la universidad, en la nota de prensa de ésta. "Esto aumenta considerablemente el número de células disponibles para estudios sobre fármacos o modelos de enfermedades." 

Un artículo que describe la investigación fue publicado en la revista FASEB Journal. Los investigadores utilizaron ARN mensajero modificado para extender los telómeros. El ARN lleva instrucciones sobre los genes del ADN a las fábricas de proteínas de la célula. 

El ARN usado en este experimento contenía la secuencia codificante de TERT, el componente activo de una enzima natural llamada telomerasa. La telomerasa es expresada por las células madre, incluidas las que dan lugar a espermatozoides y óvulos, para asegurar que los telómeros de estas células permanecen en plena forma para la próxima generación. La mayoría de los otros tipos de células, sin embargo, expresan niveles muy bajos de telomerasa.

La nueva técnica tiene una ventaja importante sobre otros métodos posibles: es temporal. El ARN modificado está diseñado para reducir la respuesta inmune de la célula al tratamiento y permitir que el mensaje de codificación de TERT permanezca un poco más de tiempo de lo que lo haría un mensaje no modificado. Pero se disipa y desaparece al cabo de unas 48 horas. Después de ese tiempo, los telómeros alargados comienzan progresivamente a acortarse de nuevo con cada división celular. El efecto transitorio es algo así como pisar el pedal del acelerador en uno de los coches de una flota que se acerca lentamente a su parada. 

El coche con el aumento extra de energía llegará más lejos que sus compañeros, pero también terminará parándose cuando su impulso hacia adelante se gaste. A nivel biológico, esto significa que las células tratadas no se dividen indefinidamente, lo que las haría demasiado peligrosas para usarse como terapia en humanos, debido al riesgo de cáncer. 

Los investigadores descubrieron que tan sólo tres aplicaciones del ARN modificado durante un período de unos pocos días podían aumentar significativamente la longitud de los telómeros en las células cultivadas de músculo y piel humanos. 

Una adición de 1000 nucleótidos representa un aumento de más del 10 por ciento en la longitud de los telómeros. Estas células se dividieron muchas veces más en la placa de cultivo que las células no tratadas: unas 28 veces más en el caso de las células de la piel, y cerca de tres veces en el de las musculares. 

"Nos sorprendió y agradó que el ARNm modificado de TERT funcionara, porque TERT está altamente regulado y debe unirse a otro componente de la telomerasa", explica John Ramunas, postdoc de Stanford. 

"Los intentos anteriores provocaron una respuesta inmune contra la telomerasa, lo que podría ser perjudicial. En contraste, nuestra técnica es no-inmunogénica. Los métodos transitorios existentes para extender los telómeros actúan lentamente, mientras que nuestro método en unos pocos días revierte el acortamiento que se produce durante más de una década de envejecimiento normal. Esto sugiere que un tratamiento con nuestro método podría ser breve y poco frecuente". 

Blau y sus colegas se interesaron en los telómeros cuando en un trabajo anterior de su laboratorio mostraron que las células madre musculares de niños con distrofia muscular de Duchenne tenían telómeros que eran mucho más cortos que los de los niños sin la enfermedad. 

Este hallazgo no sólo tiene implicaciones para la comprensión de cómo funcionan -o no funcionan- las células al crear nuevo músculo, pero también ayuda a explicar la limitada capacidad para cultivar células afectadas en el laboratorio, para su estudio. 

Los investigadores están probando ahora su nueva técnica en otros tipos de células. "Estamos trabajando para entender más acerca de las diferencias entre los tipos de células, y cómo podemos superar esas diferencias para permitir que este enfoque sea más universalmente útil", explica Blau.

Referencia bibliográfica: 

J. Ramunas, E. Yakubov, J. J. Brady, S. Y. Corbel, C. Holbrook, M. Brandt, J. Stein, J. G. Santiago, J. P. Cooke, H. M. Blau. Transient delivery of modified mRNA encoding TERT rapidly extends telomeres in human cells. The FASEB Journal (2015). DOI: 10.1096/fj.14-259531

Researchers develop new treatment that extends telomeres

Fuente: http://www.news-medical.net/news/20150124/Researchers-develop-new-treatment-that-extends-telomeres.aspx

Will extending telomeres lead to longer, healthier lives? Researchers have taken an important step toward answering this question by developing a new treatment used in the laboratory that extends telomeres.

One of the key aspects of aging is the shortening of telomeres over time. Telomeres, which serve as protective "end caps" for chromosomes, help keep DNA healthy and functioning as it replicates. Unfortunately, these protective end caps become shorter with each DNA replication, and eventually are no longer able to protect DNA from sustaining damage and mutations. In other words, we get older.

An important step toward lengthening telomeres has now been made, which not only allows scientists to increase cell numbers for testing drugs, but may also hold a key to longer and healthier lives. This research was published online in The FASEB Journal.

"In the near term, since biomedical research depends heavily on having large numbers of cells available for study, we hope that these findings will be broadly applicable in the search for treatments and cures for disease," said Helen M. Blau, Ph.D., who led the research as Director of the Baxter Laboratory for Stem Cell Biology in the Department of Microbiology and Immunology at Stanford University School of Medicine in Stanford, California, and an Associate Editor of The FASEB Journal, the Bethesda, Maryland-based journal in which her report was published. "Ultimately, we hope that these findings will help prevent, delay or treat age-related conditions and diseases, as well as certain devastating genetic diseases of inadequate telomere maintenance."

To make this discovery, Blau and colleagues delivered modified mRNA encoding TERT, the enzyme that increases the length of telomeres by adding DNA repeats, to four groups of cells. The first group received modified mRNA encoding TERT, and the other three groups were controls that received either mRNA encoding an inactive form of TERT, the solution in which TERT is delivered, or no treatment. The telomeres of the first group (telomere-extending treatment group) were rapidly lengthened over a period of a few days, whereas the telomeres of the three control groups were not extended. The first group was also able to undergo more cell divisions, whereas the controls were not. Importantly for the potential safety of this approach, the telomeres of the first group resumed shortening after they were extended, showing that due to the short, transient treatment, the cells were not immortalized.

Further, all of the cell populations treated eventually stopped dividing, indicating that they were not immortalized. This approach has been tested on cell types including fibroblasts and myoblasts and is now being tested on stem cells. Additionally, this research showed that cells could be treated several times with enhanced effects on the capacity for division. Since the increase in numbers is compounded with each treatment, a small sample of cells, for example from a small biopsy, can be amplified to very large numbers.

"We were surprised and pleased at how quickly modified TERT mRNA extends telomeres," said John Ramunas, first author and postdoctoral fellow who pioneered this work in Blau's Stanford University laboratory. "In fibroblasts, over a decade of telomere shortening was reversed in a few days, suggesting that a therapy might be brief and infrequent."

"It might not be the Fountain of Youth to keep us young forever, but this discovery is a real shot in the arm. This work is a game-changer," said Gerald Weissmann, M.D., Editor-in-Chief of The FASEB Journal. He added, "in the short term it will help us to understand how aging affects the molecular machinery of cells. In the long-term, the sky's the limit. Biologists have long guessed that the key to a longer lifespan is figuring out how to extend telomeres. Helen Blau and her colleagues have just done that."

Un nuevo mecanismo de división celular abre la vía a terapias antitumorales

Fuente: http://www.lavanguardia.com/salud/20150119/54423782642/nuevo-mecanismo-division-celular-abre-via-terapias-antitumorales.html

La investigación, hecha en el Centro de Regulación Genómica de Barcelona, ha desvelado el proceso específico de formación de los microtúbulos de los cromosomas durante la mitosis.

Científicos del Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona han descubierto un nuevo mecanismo, desconocido hasta ahora, en el proceso de la división celular, lo que abre una nueva vía para futuras terapias antitumorales.

La investigación, que publica la revista Current Biology, ha desvelado el proceso específico de formación de los microtúbulos de los cromosomas durante la mitosis (proceso de división de las células).

Cuando una célula entra en mitosis, la membrana nuclear desaparece y los microtúbulos, unos filamentos que conforman un entramado estructural llamado citoesqueleto que tiene una función esencial para la organización y función de la célula, se reorganiza para formar una nueva estructura llamada huso mitótico.

El huso mitótico permite la segregación de las dos copias de forma que cada célula hija reciba información idéntica a la célula madre. Los microtúbulos que forman el huso mitótico nacen en los centrosomas y cerca de los cromosomas, que tienen un papel fundamental para la función del huso mitótico, tal como indican numerosos estudios que explican los mecanismos para formar los microtúbulos en los centrosomas.

Sin embargo, no se conocía hasta ahora el mecanismo por el que los cromosomas promoverían la formación de los microtúbulos durante la mitosis. Los investigadores del CRG, liderados por Isabelle Vernos, han revelado cómo se forman los microtúbulos de los cromosomas durante la mitosis celular.

Según ha explicado Vernos, aunque ya se conocía la importancia de algunas de las proteínas que intervienen en el proceso de formación de los microtúbulos de los cromosomas, no se conocía el mecanismo de interacción entre ellas y otras moléculas y, por tanto, como se originaba exactamente esta parte de la célula.

"El estudio es importante porque revela mecanismos específicos por los que los cromosomas promueven la formación de microtúbulos en la mitosis. Los centrosomas generan microtúbulos durante todas las fases celulares, pero los que están en los cromosomas son específicos de la fase de mitosis", ha aclarado Sylvain Meunier, investigador del CRG y uno de los autores del estudio.

"Las células tumorales pueden ser una vía de aplicación de esta investigación, pero no hay que olvidar que esto es ciencia muy básica y sus aplicaciones son a largo plazo", ha puntualizado Meunier.

El investigador ha indicado que "una de las dianas en terapias antitumorales son los microtúbulos porque si no hay microtúbulos en la célula, no se puede dividir. Si la célula no puede dividirse, las células tumorales tampoco, y el tumor no puede expandirse".

"Como los microtúbulos son también muy importantes para el buen funcionamiento de las células que no se dividen si pudiéramos impedir específicamente la formación de los microtúbulos específicos de la mitosis tendríamos una herramienta más selectiva para atacar las células que se dividen", ha concluido el investigador. 

Científicos del Centro de Regulación Genómica de Barcelona descubren un proceso exclusivo de la división celular

Fuente: http://noticias.lainformacion.com/salud/genetica/cientificos-del-crg-descubren-un-proceso-exclusivo-de-la-division-celular_YOLDuxphZuIsHqSZ6USZv/

Científicos del Centro de Regulación Genómica (CRG) han descubierto los mecanismos específicos para la formación de los microtúbulos de los cromosomas, un proceso exclusivo de la división celular y, hasta ahora, desconocido.

El hallazgo, publicado en la revista 'Current Biology', podría resultar útil para futuras terapias antitumorales porque aporta más información sobre el proceso de división celular, ha informado el CRG en un comunicado.

Para renovar los tejidos, las células se dividen por un proceso llamado mitosis: cuando una célula entra en mitosis, la membrana nuclear desaparece y los microtúbulos --unos filamentos que conforman el entramado estructural de la célula-- se reorganizan para formar una nueva estructura denominada huso mitótico.

El huso mitótico lleva a cabo la segregación de las dos copias de los cromosomas de tal manera que cada célula hija reciba información genética idéntica a la célula madre.

Los cromosomas tienen un papel fundamental para la función del huso mitótico, tal y como indican numerosos estudios anteriores, pero hasta ahora se desconocía el mecanismo por el cual los cromosomas promueven la formación de microtúbulos durante la mitosis.

El estudio del CRG supone un paso más en el posible desarrollo de tratamientos antitumorales, precisamente por tratarse de un proceso que tiene lugar tan sólo durante la división celular: una de las dianas en terapias anti-tumorales son los microtúbulos porque si no hay microtúbulos en la célula, ésta no se puede dividir y, por lo tanto, el tumor no puede expandirse.

Special chromosomal structures control key genes

Fuente: http://www.sciencecodex.com/special_chromosomal_structures_control_key_genes-143237

Within almost every human cell is a nucleus six microns in diameter—about one 300th of a human hair's width—that is filled with roughly three meters of DNA. As the instructions for all cell processes, the DNA must be accessible to the cell's transcription machinery yet be compressed tightly enough to fit inside the nucleus. Scientists have long theorized that the way DNA is packaged affects gene expression. Whitehead Institute researchers present the first evidence that DNA scaffolding is responsible for enhancing and repressing gene expression.

"For the first time, we see that the structure of the chromosomes contributes to gene control," says Whitehead Member Richard Young, who is also a professor of biology at MIT. "In the past, there have been all kinds of ideas around how the structure might affect gene control, but now one has been experimentally tested and shown to be true."

DNA scaffolding has a hierarchy that ranges from beads-on-a-string, where a strand of DNA is wrapped around histone proteins to form a nucleosome, to topological associating domains akin to DNA balls containing multiple DNA loops interacting with various regulatory elements, to highly condensed chromosomes.

Working in mouse embryonic stem cells (ESCs), the Young lab examined the scaffolding landscape found within topologically associated domains. The researchers knew that proteins called Cohesin and CTCF are bound to the DNA around important ESC genes, but they did not know how these proteins affect the DNA's three-dimensional organization. Using a technique known as ChIA-PET, the researchers focused on how these proteins interact.

"By knowing which of the Cohesin/CTCF bound sites are coming together in physical proximity, we started to go from a linear view of the genome to sets of looping interactions, which led us to these domains, these super enhancer domains, where gene expression enhancement is contained within the loop," says Jill Dowen, a postdoctoral researcher in Young's lab.

Dowen and coauthors Zi Peng Fan, Denes Hnisz, and Gang Ren describe the structure of these loops in the latest online edition of the journal Cell.

Hnisz, also a postdoctoral researcher in Young's lab, likens the loops to "goody bags", with Cohesin and CTCF acting as the purse strings to create a DNA loop that cradles proteins enhancing or repressing gene expression. The enhancement or repression effects are confined to the genes within the goody bag. In the ESCs they studied, the scientists identified 197 Cohesin/CTCF-flanked loops that contain active genes and enhancers, and 349 loops that contain repressed genes.

Interestingly, when mouse neural precursor cells were examined for similar Cohesin/CTCF-bound loops, not only did the cells have such loops, but they were in similar locations as in the ESC genome. Of course, the repression or enhancement role of the loops differed between ESCs and the more differentiated cells. This indicates that the loops may remain constant during a cell's differentiation, although they may switch their contents, and therefore their effect on gene expression.

The researchers plan to study the loop structure and placement in other types of differentiated cells, but for now, they are excited about their new appreciation of DNA structure and its effects.

"I think we've filled in a major gap in the understanding of how gene expression is linked to the local organization of chromosomes," says Hnisz. "It will be exciting to explore whether defects in these mechanisms might even contribute to human disease."

Source: Whitehead Institute for Biomedical Research