Mecanismo de reparación del ADN suprime la transferencia de genes de los plástidos al núcleo en plantas

Un nuevo estudio en Nature Plants revela un mecanismo en las plantas que suprime la transferencia de ADN de los plástidos al núcleo. La investigación, liderada por Gonzalez-Duran, Kroop, Schadach y colegas, muestra que la maquinaria de reparación de roturas de doble cadena (RDC) del ADN juega un papel clave en la prevención de esta transferencia. Los plástidos, que se originan a partir de cianobacterias, han transferido muchos genes al núcleo durante la evolución. El estudio encuentra que las plantas utilizan las vías de reparación de RDC para prevenir la incorporación excesiva de ADN plastidial, manteniendo así la integridad del genoma nuclear. Los investigadores demostraron que los componentes canónicos de la reparación de RDC minimizan la integración de ADN extraño cuando se producen daños en el ADN cerca de posibles sitios de inserción de ADN plastidial. Las plantas con vías de reparación de RDC comprometidas mostraron una mayor integración de ADN plastidial, inestabilidad genómica y patrones de expresión génica aberrantes. Técnicas avanzadas de secuenciación genómica mostraron frecuentes fragmentos de ADN plastidial que se infiltraban en el núcleo. Sin embargo, los eventos de integración estables en los cromosomas nucleares son suprimidos por el sistema de reparación de RDC. El estudio encontró que las señales de reconocimiento y los complejos de proteínas se ensamblan selectivamente en los sitios de RDC, sin acomodar los fragmentos de ADN derivados de los plástidos como sustratos de reparación. Esta selectividad puede implicar el reconocimiento del contexto de la secuencia y la arquitectura de la cromatina. Los hallazgos sugieren que las vías de reparación del ADN actúan como guardianes que controlan la aceptación de secuencias de orgánulos exógenos. La ingeniería de plantas con capacidades de reparación de RDC moduladas podría influir en las tasas de introgresión de ADN plastidial, ofreciendo una herramienta para la edición del genoma y la biología sintética. Esta investigación destaca la importancia de los mecanismos de reparación del ADN en el mantenimiento de la integridad genómica y la regulación de la evolución del genoma en las células eucariotas. También impulsa una reevaluación de las estimaciones de transferencia horizontal de genes en los genomas de las plantas.