
Los animales que viven de noche y los que lo hacen durante el día ven lo mismo, pero solo durante un breve tiempo. Cuando nacen los ratones, la cromatina en las células de sus ojos tiene una estructura diurna. Día a día, el diseño de esta cromatina se invierte lentamente, permitiendo que los ratones vean por la noche. Cómo ocurre este cambio era un misterio hasta ahora.
Los profesores Sungrim Seirin-Lee y Hiroshi Ochiai, de la Universidad de Hiroshima, describen en PLOS Computational Biology la sospecha de que la cromatina incidía en que la forma de los núcleos cambiara de forma.
«Cuando comenzamos esta investigación, nuestra hipótesis se basaba cien por cien en las matemáticas”, aclara Seirin-Lee. Gracias a este modelo matemático, los investigadores descubrieron que la deformación nuclear podría ser un punto clave en el cambio de estructura del ADN.
El estudio sugiere que si pudiéramos ver el interior del núcleo, veríamos que la cromatina se encuentra en diferentes zonas. Alrededor del centro hay eucromatina o ADN que es en gran parte activo. La heterocromatina, por otro lado, es un tipo de ADN que se encuentra alrededor de la envoltura o el techo del núcleo. A diferencia de la eucromatina, la activación génica de la heterocromatina es baja.
La retina de los animales que ven de noche puede cambiar de forma
Sin embargo, entre los animales nocturnos y diurnos las diferencias en la arquitectura nuclear aumentan, especialmente alrededor de la retina. El ADN está en el centro del núcleo en los mamíferos nocturnos. Por lo general, la heterocromatina permanece en la envoltura nuclear. Sin embargo, en el caso de los animales nocturnos, los profesores Seirin-Lee y Ochiai descubrieron que el núcleo puede cambiar de forma.

Para describir el movimiento de la cromatina, Seirin-Lee y su equipo usaron un tipo de modelado matemático llamado de campo de fase.
Se trata de un método comúnmente usado en Física. El modelado de campo de fase se puede utilizar para, entre otras cosas, separar el hielo del agua. Sin embargo, según Seirin-Lee «no es común en las ciencias biológicas. En el caso de la dinámica de la cromatina, es el primer ensayo en el mundo«.
Con esta función, estos investigadores pudieron ver el movimiento de la cromatina y el núcleo, determinando y definiendo el interior y el exterior, así como la eucromatina frente a la heterocromatina.
Cuando detectaron heterocromatina en los ojos del ratón, descubrieron que la arquitectura condicional desencadenaba la deformación dinámica, lo que resultaba en una arquitectura nuclear invertida. En el caso de la arquitectura invertida, se eliminan dos proteínas, lo que permite que se mueva la heterocromatina.
Deformación nuclear dinámica en humanos
Luego, con la ayuda del equipo del profesor Ochiai, pusieron a prueba su modelo en células madre neurales que imitan las células de la retina. Tras tratarlas con proteínas que mantienen la heterocromatina en la periferia nuclear, la deformación se detuvo.
La agrupación de cromatina aumentó y la arquitectura nuclear no pudo terminar de invertir. Este hallazgo fue consistente gracias al modelo matemático de Lee.
A pesar del éxito, estos investigadores quieren comprobar ahora si sus hallazgos son válidos para otros animales que ven de noche. Y piensan que, quizá, los humanos también podrían tener estructuras por deformación nuclear dinámica.
Desde su fundación en 1949, la Universidad de Hiroshima se ha esforzado por convertirse en una de las más prominentes y completas de Japón en investigación científica.