Estudio genómico de la región crítica del cromosoma 21 asociada con el síndrome de Down / Genomic study of the critical region of chromosome 21 associated to Down syndrome

Introduction: Previous reports have identified a region of chromosome 21 known as Down syndrome critical region (DSCR) in which the expression of some genes would modulate the main clinical characteristics of this pathology. In this sense, there is currently limited information on the architecture of the DSCR associated. Objective: To obtain in silico a detailed vision of the chromatin structure associated with the evaluation of genomic covariables contained in public data bases. Methods: Taking as reference the information consigned in the National Center for Biotechnology Information, the Genome Browser from the University of California at Santa Cruz and from the HapMap project, a chromosome walk along 21 Mb of the distal portion of chromosome 21q arm was performed. In this distal portion, the number of single nucleotide polymorphisms (SNP), number of CpG islands, repetitive elements, recombination frequencies, and topographical state of that chromatin were recorded. Results: The frequency of CpG islands and Ref genes increased in the more distal 1.2 Mb DSCR that contrast with those localized near to the centromere. The highest level of recombination calculated for women was registered in the 21q22.12 to 22.3 bands. DSCR 6 and 9 genes showed a high percentage of methylation in CpG islands in DNA from normal and trisomic fibroblasts. The DSCR2 gene exhibited high levels of open chromatin and also methylation in some lysine residues of the histone H3 as relevant characteristics. Conclusion: The existence of a genomic environment characterized by high values of recombination frequencies and CpG methylation in DSCR 6 and 9 and also DSCR2 genes led us to postulate that in non-disjunction detected in Down syndrome, complex genomic, epigenetic and environmental relationships regulate some processes of meiosis.

Introducción: Análisis previos han identificado una región del cromosoma 21, conocida como región crítica del síndrome de Down (DSCR) en donde se localizan algunos genes cuya expresión modularía las principales características clínicas de este síndrome. En este sentido, existe poca información detallada sobre la arquitectura de la cromatina asociada con la DSCR. Objetivo: Obtener in silico, a partir de la evaluación de covariables genómicas contenidas en bases de datos públicas, una visión detallada de la estructura cromatina asociada con la DSCR. Métodos: Tomando como referencia la información consignada en el National Center for Biotechnology Information, el Genome Browser de la Universidad de California en Santa Clara y el proyecto internacional HapMap, se efectuó un paseo cromosómico a lo largo de 21Mb de la porción distal del brazo q del cromosoma 21, para registrar el número de polimorfismos de nucleótido único, el de islas CpG, de secuencias repetidas, las tasas de recombinación y el estado topológico de la cromatina asociada. Resultados: La frecuencia de islas CpG y de genes referenciados se incrementó en los últimos 1,2 Mb de la región distal en contraste con su distribución pericentromérica. La mayor tasa de recombinación calculada en este estudio para mujeres se registró en las bandas 21q22.13 y 21q22.3. Los genes DSCR 6 y 9 presentaron un elevado grado de metilación en islas CpG tanto en fibroblastos normales como en trisómicos. En el gen DSCR2 se observó un alto grado de descondensación cromatínica, además de metilación de diferentes residuos de lisina de la histona H3. Conclusiones: La existencia de un ambiente genómico caracterizado por tener elevadas tasas de recombinación y de metilación de genes DSCR 6 y 9, permite postular que en la no disyunción asociada con el SD, operarían complejas interacciones genómicas, epigenéticas y ambientales que actuarían en algunos procesos meióticos.

Caracterización genómica de la integración in vitro del VIH-1 en células mononucleares de sangre periférica, macrófagos y células T de Jurkat / Genomic characterization of HIV-1 in vitro integration in peripheral blood mononuclear cells, macrophages and Jurkat T cells

Introducción: La mayor parte del genoma celular es accesible a la integración retroviral; sin embargo, se propone que este proceso no es aleatorio y es dependiente de cada retrovirus. Objetivos: Identificar y caracterizar las regiones del genoma humano en donde ocurre la integración del virus de la inmunodeficiencia humana de tipo 1 (VIH-1) en células mononucleares de sangre periférica, macrófagos y células T de Jurkat infectadas. Materiales y métodos: Se seleccionaron 300 secuencias de ADN humano obtenidas por el método de ligación mediada por PCR, previamente depositadas en el GenBank. Utilizando el programa BLAST, sólo 264 de ellas se incluyeron en el estudio, pues se pudo obtener información sobre localización cromosómica, genes anotados, secuencias repetidas, número de islas CpG y tiempo medio de replicación, entre otras variables genómicas. Estas secuencias se exportaron a otras bases de datos. Resultados: El 53% (140/264) de las integraciones se registraron en bandas G. El 70,45% de los provirus se localizaron en los genes humanos anotados, mientras que el restante lo hizo en elementos repetidos. En general, la selección del sitio de integración se relacionó con las características locales genómicas y estructurales de la cromatina, entre las que se incluyen secuencias Alu-Sx y L1, densidad génica y de islas CpG, remodelación de la cromatina y tiempo de replicación. Éstas influenciarían la interacción eficiente del complejo de preintegración con los genomas celulares. Conclusión: Se determinó que la integración del VIH-1 en los genomas celulares estudiados estaría condicionada por características diferenciales de la cromatina y por procesos epigenéticos que influirían la selección del sitio blanco de integración.

Introduction: Most of the infected host cell genome is available for retroviral integration; however, it has been proposed that this process does not occur at random and depends upon each type of retrovirus. Objective: The objective is to identify and characterize differences in human genome regions of peripheral blood mononuclear cells, macrophages and Jurkat T cells in which integration of HIV-1 occurs. Material and Methods: Three hundred human DNA genome sequences, previously deposited in the GenBank, were selected at random. Using program BLAST, only 264 of them were included in the study because relevant information about chromosomal position, associated genes, repetitive sequences, number of CpG islands and average replication time was available; these sequences were exported to other data bases for analysis. Results: 53% (140/264) of integrations were located on G bands. 70.45% of provirus was located in human genes and the rest was located in repetitive elements. In general the integration site selection was correlated with genomics and structural characteristics of cell chromatin including Alu-Sx and L1 sequences, gene and CpG island densities, remodeling of chromatin, and replication time. All of them would influence the efficient interaction between the pre-integration complex and target cell genomes. Conclusion: It was determined that HIV-1 integration in target cellular genomes would be conditioned by differential characteristics of associated chromatin and by epigenetic processes that would influence the selection of integration sites.