Descifrando el efecto de la cooperatividad entre enhancers sobre las modificaciones de la cromatina

Abstract

Los potenciadores o enhancers son elementos cis-reguladores que modulan la expresión génica dependiendo de la distancia y del tejido presente. Sin embargo, los mecanismos exactos detrás de su papel regulador y su relación con marcas epigenéticas aún se desconocen. Este estudio tiene como objetivo examinar los niveles de acetilación de dos enhancers, eNanog y ME2, clasificados como "fuerte" y "débil", respectivamente. Estos enhancers fueron insertados en el locus de la β-globina en células madre embrionarias de ratón (mESCs) a diferentes distancias de un gen reportero. Se seleccionaron las técnicas ATAC-seq y CUT&Tag para medir la accesibilidad de la cromatina y las marcas epigenéticas de interés. La normalización de los datos se realizó mediante controles de spike-In y una pipeline bioinformática personalizada. Los resultados revelaron que los niveles de acetilación fueron mayores para eNanog en comparación con ME2. Sin embargo, se observó un comportamiento diferente cuando ambos enhancers estaban presentes: eNanog mostró niveles más altos de acetilación cuando se insertó sólo, mientras que ME2 aumentó ligeramente su acetilación cuando se insertó junto con eNanog. Este estudio sugiere un posible efecto aditivo entre enhancers, en términos de acetilación, aunque se debe realizar más experimentos con réplicas adicionales para poder corroborar estos hallazgos.

Enhancers are cis-regulatory elements that mediate gene expression in a distance- and tissue-specific manner. However, the exact mechanisms underlying their regulatory role and their association with epigenetic signatures remain unclear. This study aims to examine the acetylation levels of two distinct enhancers, eNanog and ME2, previously classified as “strong” and “weak” enhancers. These enhancers were inserted into the βglobin locus in mouse embryonic stem cells (mESCs) at different distances from a reporter gene. ATAC-seq and CUT&Tag were the techniques selected for measuring chromatin accessibility and profilling histone marks, respectively. Data normalization was performed using spike-In controls and a custom bioinformatics pipeline. Our results revealed that acetylation levels were higher for eNanog compared to ME2 overall; however, a different behaviour was observed when both were present. Specifically, eNanog exhibited higher acetylation levels when inserted alone, whereas ME2 slightly increased their levels when inserted with eNanog. This research demonstrates a feasible approach for comparing chromatin peaks across samples, suggesting a possible additivity between enhancers, in terms of acetylation. Further experiments with additional replicates need to be performed to corroborate these findings.