Descubren una nueva función clave de unas proteínas implicadas en enfermedades humanas y en el desarrollo embrionario

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10 June 2025

Investigadores del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CBM-CSIC-UAM) han descubierto que las proteínas Spalt, además de regular genes, son clave para mantener la estructura y compactación del ADN en el núcleo celular.

Esta doble función ayuda a evitar daños genéticos y podría explicar su papel en enfermedades humanas como el cáncer y síndromes congénitos.

Imagen de microscopía de fluorescencia de núcleos celulares de la glándula salivar, donde se ve el nucleolo (en rojo) muy grande. / Jose F. de Celis.

Un equipo internacional de investigadores, encabezado por el Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CBM-CSIC-UAM), en colaboración con la Facultad de Biología de la Universidad Autónoma de Madrid y el laboratorio EMBO en Alemania, ha desvelado una función esencial hasta ahora desconocida de las proteínas Spalt, presentes en todos los animales multicelulares, incluido el ser humano.

Las proteínas Spalt son factores de transcripción, es decir, proteínas que se unen al ADN para controlar qué genes se activan o desactivan. Son esenciales durante el desarrollo embrionario y la formación de órganos. En humanos, están codificadas por genes cuyas mutaciones se han relacionado con enfermedades genéticas como el síndrome de Townes-Brocks y el síndrome de Okihiro, así como con diversos tipos de cáncer. Hasta ahora, se conocía su papel regulando directamente la expresión génica, pero el nuevo estudio ha revelado una función adicional clave en el mantenimiento estructural del ADN dentro del núcleo.

Spalt mantiene la arquitectura del ADN: una barrera contra el caos genético

Este trabajo, publicado en la prestigiosa revista Development, demuestra que las proteínas Spalt también intervienen en la organización de la cromatina, la estructura que empaqueta y ordena el ADN. Concretamente, ayudan a formar la heterocromatina, una forma de cromatina muy compacta que impide la activación inadecuada de genes.

La investigación, realizada en células de la mosca del vinagre (Drosophila melanogaster), muestra que cuando faltan las proteínas Spalt, esta compactación falla, lo que provoca activación de genes erróneos, daños en el ADN, expresión de elementos móviles (transposones) y desorganización del núcleo. Todo ello conlleva defectos en la división, viabilidad y diferenciación celular.

“Hemos descubierto que Spalt no solo controla genes específicos, sino que también ayuda a mantener el orden físico del material genético dentro del núcleo celular. Esta doble función podría ser común en muchas otras proteínas similares y es clave para entender cómo se forman y funcionan las células madre en organismos complejos”, explica el Dr. José F. de Celis, investigador principal del estudio en el CBM.

Imagen de microscopía electrónica de transmisión de núcleo de glándula salivar donde se ve nucleolo grande y membrana nuclear con pérdida de circularidad. / Jose F. de Celis

Este hallazgo no solo amplía nuestro conocimiento sobre las funciones celulares de Spalt, sino que también abre nuevas vías para entender cómo se producen ciertas enfermedades humanas cuando estas funciones fallan.

Referencia

Ostalé CM, Azpiazu N, Peropadre A, Martín M, Ruiz-Losada M, López-Varea A, Viales RR, Girardot C, Furlong EEM, de Celis JF. A function of Spalt proteins in heterochromatin organization and maintenance of genomic DNA integrity. Development. 2025 May 6:dev.204258. doi: 10.1242/dev.204258.