You are here

    • You are here:
    • Home > A molecular connection between nutrient availability and embryonic growth has been identified

A molecular connection between nutrient availability and embryonic growth has been identified

A molecular connection between nutrient availability and embryonic growth has been identified

06
Mar
Wed, 06/03/2019 - 20:00

A molecular connection between nutrient availability and embryonic growth has been identified

Investigators of the CRG discover that AHCY, a nutrient metabolism sensor protein, is a direct activator of the genes involved in the proliferation of embryo stem cells

EN ESPAÑOL - EN CATALÀ

  • Investigators of the CRG discover that AHCY, a nutrient metabolism sensor protein, is a direct activator of the genes involved in the proliferation of embryo stem cells
  • The study has been published in Science Advances and opens the doors to molecular diagnosis and the prediction of possible fertility problems in human beings

The union of an ovule and a spermatozoon initiates a complex cell division process that will ultimately yield a new living being. In fact, all the body’s cells come from embryonic stem cells that must be divided, in a controlled and exact fashion, to give rise to proper organ and tissue formation in the embryo. However, the way that stem cells manage to control this accelerated division process without losing control, as occurs with tumour cells, and how division speed is adapted to the energy and molecular supplies they have at all times, are questions as yet unanswered by science.

In this regard, a group of scientists from the Centre for Genomic Regulation (CRG) in Barcelona, part of the Barcelona Institute of Science and Technology (BIST), led by the ICREA Research Professor Luciano di Croce, Sergio Aranda, lead author and co-leader of the study, and Eduard Sabidó, head of the CRG/UPF Proteomics Unit, have identified a molecular mechanism that regulates stem cell division speed. Their discovery, published in the Science Advances journal, could have a major impact on research into infertility.

More specifically, the researchers have managed to describe a hitherto unknown function of a protein called AHCY that directly regulates gene activation in embryonic stem cells. To this end, CRG scientists combined molecular, cellular and computational tools to describe what proteins are bound to the genome of embryonic stem cells.

“We have managed to obtain a snapshot of the proteome (the set of proteins associated with the DNA) of the embryonic stem cells that has provided us with a great deal of unexpected data”, stated Aranda. “For example, we discovered the presence of certain metabolic enzymes, including AHCY, directly associated with gene regulation”, he added.

These new findings not only establish AHCY as an activation regulator, but also point to a direct molecular association between nutrient metabolism, genomic regulation and the control of pluripotent stem cell division speed during embryonic development, and possibly in tumour cells.

“The presence of nutrients is essential for the embryo to grow properly. Thanks to our study, we have identified, at molecular level, how this relationship between nutrient availability and embryonic stem cell division speed is established”, added di Croce.

These findings could also have a major impact on scientific research into infertility, since, as the laboratory’s preliminary findings show, the AHCY protein performs an irreplaceable function in human beings.

“We would now like to investigate a possible association between AHCY and defects during embryonic development in human beings, as this would enable us to provide tools for molecular diagnosis and the prediction of possible fertility problems in human beings”, explained Aranda.

For more information and interviews, please, contact: Gloria Lligadas, Head of Communications & PR, Centre for Genomic Regulation (CRG) – gloria.lligadas@crg.eu – Tel. +34 933160153 – Mobile +34608550788

More information, including a copy of the paper, can be found online at the ScienceAdvances press package at http://www.eurekalert.org/jrnls/sciadvances/.

Funding Acknowledgements: Research leading to these results has been supported by the Spanish Ministry of Economy, Industry and Competitiveness to the EMBL partnership, Centro de Excelencia Severo Ochoa, the CERCA Programme/Generalitat de Catalunya, the Secretary for Universities and Research of the Ministry of Economy and Knowledge of the Government of Catalonia (to S.A. and A.A.-C.), and the Lady Tata Memorial Trust (to S.A.). The CRG/UPF Proteomics Unit is a member of the ProteoRed PRB3 consortium that was supported by grant PT17/0019 of the PE I+D+i 2013–2016 from the Instituto de Salud Carlos III (ISCIII), ERDF, and “Secretaria d’Universitats i Recerca del Departament d’Economia i Coneixement de la Generalitat de Catalunya” (2017SGR595). The Di Croce Laboratory was supported by grants from the Spanish Ministerio de Educación y Ciencia (BFU2016-75008-P), AGAUR, La Marato TV3, and the European Union's Horizon 2020 research and innovation program under grant agreement No 823839.

Reference: Research in this press release is based on findings published in the following academic paper:

Aranda S, Alcaine-Colet A, Blanco E, Borràs E, Caillot C, Sabidó E, Di Croce L. Chromatin capture links the metabolic enzyme AHCY to stem cell proliferation. Science Advances, 5:eaav2448 (2019). http://advances.sciencemag.org/content/5/3/eaav2448 (this link to the article in open access will work after the embargo is lifted).


EN ESPAÑOL

Identificada una conexión molecular entre la disponibilidad de nutrientes y el crecimiento del embrión

  • Investigadores del CRG descubren que AHCY, una proteína sensor del metabolismo de nutrientes, es un activador directo de genes implicado en la proliferación de las células madre embrionarias
  • El estudio se publica en Science Advances y abre la puerta al diagnóstico molecular y la predicción de posibles problemas de fertilidad en humanos

Cuando un óvulo y un espermatozoide se unen, comienza un complejo proceso de división celular que dará lugar a un nuevo ser vivo. De hecho, todas las células del organismo proceden de células madre embrionarias que deben dividirse de forma controlada y precisa para dar lugar a la formación correcta de órganos y tejidos del embrión. Ahora bien, cómo las células madre logran controlar ese proceso de división acelerado sin descontrolarse, como les ocurre a las células tumorales, y cómo la velocidad de división se adecua a las provisiones energéticas y moleculares de qué disponen en cada momento, son aún preguntas que la ciencia intenta responder.

En ese sentido, un grupo de investigadores del Centro de Regulación Genómica (CRG) en Barcelona, parte del Barcelona Institute of Science and Technology (BIST), liderados por Luciano Di Croce, profesor investigador ICREA, Sergio Aranda, primer autor y colíder del estudio, y Eduard Sabidó, jefe de la Unidad de Proteómica CRG/UPF, han identificado un mecanismo molecular que regula la velocidad de división de las células madre. Su descubrimiento, que se publica en la revista Science Advances, podría tener una importante repercusión en la investigación de la infertilidad.

En concreto, los investigadores han logrado describir una función hasta ahora desconocida de una proteína, llamada AHCY, que regula de forma directa la activación de genes en las células madre embrionarias. Para ello, los científicos del CRG combinaron herramientas moleculares, celulares y computacionales para descubrir qué proteínas están unidas al genoma de las células madre embrionarias.

“Hemos logrado obtener una fotografía del proteoma (conjunto de proteínas asociado al ADN) de las células madre embrionarias, que nos ha desvelado muchos datos inesperados”, señala Aranda. “Por ejemplo, descubrimos la presencia de ciertas enzimas del metabolismo, entre ellas AHCY, asociadas directamente a la regulación de genes”, añade.

Estos nuevos hallazgos, no solo establecen AHCY como un regulador de la activación de genes, sino que sugieren una asociación molecular directa entre el metabolismo de nutrientes, la regulación genómica y el control de la velocidad de división de las células madre pluripotentes durante el desarrollo embrionario, y posiblemente en células tumorales.

“La presencia de nutrientes es esencial para el crecimiento correcto del embrión. Gracias a nuestro estudio hemos podido identificar a nivel molecular cómo se establece esta relación entre disponibilidad de nutrientes y control de la velocidad de división de las células madre embrionarias”, añade Di Croce.

Los resultados de este trabajo, además, podrían tener una importante repercusión en la investigación científica de la infertilidad, puesto que la proteína AHCY en humanos tiene una función irreemplazable, como apuntan resultados preliminares del laboratorio.

“Ahora queremos investigar si existe una asociación entre AHCY y defectos durante la gestación embrionaria en humanos. De esta forma podríamos ofrecer herramientas para el diagnóstico molecular y la predicción de posibles problemas de fertilidad en humanos”, explica Aranda.

Para más información y entrevistas, por favor, contactad a: Gloria Lligadas, Directora de Comunicación y RRPP, Centro de Regulación Genómica (CRG) - gloria.lligadas@crg.eu – Tel. +34 933160153 – Móvil +34608550788
Podéis encontrar más información online, incluida una copia del artículo, en el kit de prensa de Science Advances en http://www.eurekalert.org/jrnls/sciadvances/

Información sobre la financiación de este estudio: La investigación que ha producido estos resultados ha recibido el apoyo del Ministerio de Economía, Industria y Competitividad para el partnership con el EMBL, Centro de Excelencia Severo Ochoa, el programa CERCA/Generalitat de Catalunya, la Secretaría de Universidades e Investigación de la Consejería de Economía y Conocimiento de la Generalitat de Catalunya, y el Lady Tata Memorial Trust. La Unidad de Proteómica del CRG/UPF es miembro del consorcio ProteoRed PRB3, que cuenta con el apoyo de la ayuda PT17/0019 del PE I+D+i 2013-2016 del Instituto de Salud Carlos III (ISCIII), FEDER, y la Secretaría de Universidades e Investigación de la Consejería de Economía y Conocimiento de la Generalitat de Catalunya (2017SGR595). El laboratorio de Di Croce recibe apoyo a través de ayudas del Ministerio de Educación y Ciencia (BFU2016-75008-P), el AGAUR, La Marató de TV3, y el programa europeo Horizon2020 de investigación e innovación, bajo el convenio de ayuda núm. 823839.

Referencia: El estudio descrito en esta nota de prensa está basado en descubrimientos publicados en la siguiente publicación académica:

Aranda S, Alcaine-Colet A, Blanco E, Borràs E, Caillot C, Sabidó E, Di Croce L. Chromatin capture links the metabolic enzyme AHCY to stem cell proliferation. Science Advances, 5:eaav2448 (2019). http://advances.sciencemag.org/content/5/3/eaav2448 (este enlace al artículo estarà operativo cuando se levante el embargo).


EN CATALÀ

Identificada una connexió molecular entre la disponibilitat de nutrients i el creixement de l’embrió

  • Investigadors del CRG descobreixen que AHCY, una proteïna sensor del metabolisme de nutrients, és un activador directe de gens implicat en la proliferació de les cèl·lules mare embrionàries
  • L’estudi es publica a Science Advances i obre la porta al diagnòstic molecular i la predicció de possibles problemes de fertilitat en humans

Quan un òvul i un espermatozoide s’uneixen, comença un complex procés de divisió cel·lular que donarà lloc a un nou ésser viu. De fet, totes les cèl·lules de l’organisme procedeixen de cèl·lules mare embrionàries que han de dividir-se de manera controlada i precisa per donar lloc a la formació correcta d’òrgans i teixits de l’embrió. Ara bé, com les cèl·lules mare aconsegueixen controlar aquest procés de divisió accelerat sense descontrolar-se, com els passa a les cèl·lules tumorals, i com la velocitat de divisió s’adequa a les provisions energètiques i moleculars de què disposen en cada moment, són encara preguntes que la ciència intenta respondre.

En aquest sentit, un grup d’investigadors del Centre de Regulació Genòmica (CRG) a Barcelona, part del Barcelona Institute of Science and Technology (BIST), liderats per Luciano Di Croce, professor investigador ICREA, i Sergi Aranda, primer autor i colíder de l’estudi, i Eduard Sabidó, de la Unitat de Proteòmica CRG/UPF, han identificat un mecanisme molecular que regula la velocitat de divisió de les cèl·lules mare. El seu descobriment, que es publica a la revista Science Advances, podria tenir una important repercussió en la recerca de la infertilitat.

En concret, els investigadors han aconseguit descriure una funció fins ara desconeguda d’una proteïna, anomenada AHCY, que regula de forma directa l’activació de gens en les cèl·lules mare embrionàries. Per fer-ho, els científics del CRG combinaren eines moleculars, cel·lulars i computacionals per descobrir quines proteïnes estan unides al genoma de les cèl·lules mare embrionàries.

“Hem aconseguit obtenir una fotografia del proteoma, o conjunt de proteïnes associat a l’ADN, de les cèl·lules mare embrionàries, que ens ha desvetllat moltes dades inesperades”, assenyala Aranda. “Per exemple, descobrírem la presència de certs enzims del metabolisme, entre ells AHCY, associats directament a la regulació de gens”, afegeix.

Aquestes noves troballes, no només estableixen AHCY com un regulador de l’activació de gens, sinó que suggereixen una associació molecular directa entre el metabolisme de nutrients, la regulació genòmica i el control de la velocitat de divisió de les cèl·lules mare pluripotents durant el desenvolupament embrionari, i possiblement en cèl·lules tumorals.

“La presència de nutrients és essencial per al creixement correcte de l’embrió. Gràcies al nostre estudi hem pogut identificar a nivell molecular com s’estableix aquesta relació entre disponibilitat de nutrients i control de la velocitat de divisió de les cèl·lules mare embrionàries”, afegeix Di Croce.

Els resultats d’aquest treball, a més, podrien tenir una important repercussió en la recerca científica de la infertilitat, ja que la proteïna AHCY en humans té una funció irreemplaçable, com apunten resultats preliminars del laboratori.

“Ara volem investigar si existeix una associació entre AHCY i defectes durant la gestació embrionària en humans. D’aquesta manera, podríem oferir eines per al diagnòstic molecular i la predicció de possibles problemes de fertilitat en humans”, explica Aranda.

Para a més informació i entrevistes, si us plau contacteu a: Glòria Lligadas, Directora de Comunicació i Relacions Públiques, Centre de Regulació Genòmica (CRG) - gloria.lligadas@crg.eu – Tel. +34 93 316 01 53 – Mòbil +34 608 550 788
Podeu trobar més informació online, inclosa una còpia de l’article, al kit de premsa de Science Advances a http://www.eurekalert.org/jrnls/sciadvances/

Informació sobre el finançament d’aquest estudi: La recerca que ha produït aquests resultats ha rebut el suport del Ministerio de Economía, Industria y Competitividad para el partnership amb l’EMBL, Centro de Excelencia Severo Ochoa, el programa CERCA/Generalitat de Catalunya, la Secretaria d’Universitats i Recerca de la Conselleria d’Economia i Coneixement de la Generalitat de Catalunya, i el Lady Tata Memorial Trust. La Unitat de Proteòmica del CRG/UPF és membre del consorci ProteoRed PRB3, que compta amb el suport de l’ajut PT17/0019 del PE I+D+i 2013-2016 del Instituto de Salud Carlos III (ISCIII), FEDER, i la Secretaria d’Universitats i Recerca de la Conselleria d’Economia i Coneixement de la Generalitat de Catalunya (2017SGR595). El laboratori de Di Croce rep suport a través d’ajuts del Ministerio de Educación y Ciencia (BFU2016-75008-P), l’AGAUR, La Marató de TV3, i el programa europeu Horizon2020 de recerca i innovació, sota el conveni d’ajut núm. 823839.

Referència: L’estudi descrit en aquesta nota de premsa està basat en descobriments publicats en la següent publicació acadèmica:

Aranda S, Alcaine-Colet A, Blanco E, Borràs E, Caillot C, Sabidó E, Di Croce L. Chromatin capture links the metabolic enzyme AHCY to stem cell proliferation. Science Advances, 5:eaav2448 (2019). http://advances.sciencemag.org/content/5/3/eaav2448 (aquest enllaç a l’article estarà operatiu quan s’aixequi l’embargament)