La inmunoprecipitación de ADN metilado (MeDIP o mDIP) es una técnica de purificación a gran escala ( cromosómica o genómica ) en biología molecular que se utiliza para enriquecer secuencias de ADN metilado . Consiste en aislar fragmentos de ADN metilados mediante un anticuerpo generado frente a la 5-metilcitosina (5mC). Esta técnica fue descrita por primera vez por Weber M. et al. [1] en 2005 y ha ayudado a allanar el camino para esfuerzos viables de evaluación a nivel de metiloma , ya que la fracción purificada de ADN metilado se puede ingresar en métodos de detección de ADN de alto rendimiento, como microarreglos de ADN de alta resolución ( MeDIP-chip).) o secuenciación de próxima generación (MeDIP-seq). No obstante, la comprensión del metiloma sigue siendo rudimentaria; su estudio se complica por el hecho de que, al igual que otras propiedades epigenéticas , los patrones varían de un tipo celular a otro.
La metilación del ADN , que se refiere a la metilación reversible de la posición 5 de la citosina por las metiltransferasas , es una modificación epigenética importante en los organismos multicelulares. [2] En los mamíferos, esta modificación ocurre principalmente en los sitios CpG , que a su vez tienden a agruparse en regiones llamadas islas CpG . [3] Hay una pequeña fracción de islas CpG que pueden superponerse o estar muy cerca de las regiones promotoras de los sitios de inicio de la transcripción. La modificación también puede ocurrir en otros sitios, [4] pero la metilación en cualquiera de estos sitios puede reprimir la expresión génica al interferir con la unión de los factores de transcripcióno modificando la estructura de la cromatina a un estado represivo. [5]
Los estudios sobre el estado de la enfermedad han impulsado en gran medida el esfuerzo por comprender el papel de la metilación del ADN. Actualmente, el principal interés de la investigación radica en investigar enfermedades como el cáncer para identificar regiones del ADN que han sufrido grandes cambios de metilación. Los genes contenidos en estas regiones son de interés funcional ya que pueden ofrecer una explicación mecánica de las causas genéticas subyacentes de una enfermedad. Por ejemplo, inicialmente se demostró que el patrón de metilación anormal de las células cancerosas [6] [7] [8] es un mecanismo a través del cual se silencian los genes similares a los supresores de tumores, [9] aunque más tarde se observó que una gama mucho más amplia de los tipos de genes se ven afectados. [10][11] [12]
Hay dos enfoques para el análisis de metilación: tipificación y tecnologías de perfilado. Las tecnologías de tipificación están dirigidas a una pequeña cantidad de loci en muchas muestras e implican el uso de técnicas como PCR , enzimas de restricción y espectrometría de masas . Las tecnologías de creación de perfiles como MeDIP están dirigidas a una evaluación de la metilación a nivel de todo el genoma o metiloma ; esto incluye el escaneo genómico de puntos de referencia de restricción (RLGS), [13] y los métodos basados en la conversión de bisulfito , que se basan en el tratamiento del ADN con bisulfito para convertir los residuos de citosina no metilados enuracilo _ [14] [15] [16] [17]
Otros métodos de mapeo y perfilado del metiloma han sido efectivos pero no están exentos de limitaciones que pueden afectar la resolución, el nivel de rendimiento o las variaciones experimentales. Por ejemplo, RLGS está limitado por la cantidad de sitios de restricción en el genoma que pueden ser objetivos para la enzima de restricción; por lo general, se puede evaluar un máximo de ~4100 puntos de referencia. [18] Los métodos basados en la secuenciación con bisulfito , a pesar de la posible resolución de un solo nucleótido, tienen un inconveniente: la conversión de citosina no metilada en uracilo puede ser inestable. [19] Además, cuando la conversión de bisulfito se combina con micromatrices de ADNpara detectar sitios convertidos con bisulfito, la complejidad de secuencia reducida del ADN es un problema. Los microarreglos capaces de perfilar de manera integral todo el genoma se vuelven difíciles de diseñar ya que hay menos sondas únicas disponibles. [20]