MADRID, 18 Jul. (EUROPA PRESS) -
Científicos del Instituto de Investigación Scripps (TSRI, por sus siglas en inglés), en Estados Unidos, y la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong (HKUST, por sus siglas en inglés), en China, y colaboradores han encontrado que enzimas antiguas, conocidas por su papel fundamental en la traducción de la información genética dentro de las proteínas, han evolucionado en otras funciones en los seres humanos.
El sorprendente descubrimiento, que se detalla en un artículo que se publica este viernes en la revista 'Science', pone de relieve una rareza intrigante de la evolución de las proteínas, así como una nueva clase potencialmente valiosa de proteínas terapéuticas y dianas terapéuticas.
"Estas nuevas variantes de proteínas representan una capa previamente no reconocida de la biología y ahora se están desarrollando las ramificaciones de este descubrimiento", adelanta el jefe de equipo, Paul Schimmel, profesor de Biología Molecular y Química en TSRI (California y Florida), también del Instituto de Estudios Avanzados (IAS) de HKUST.
"Este descubrimiento no sólo descubre una vasta área de la biología sino que también ofrece oportunidades para desarrollar fármacos basados en proteínas para varias enfermedades humanas asociadas a un mal funcionamiento de estas proteínas recién descubiertas", apunta Mingjie Zhang, del IAS y profesor de la División de Ciencias de la Vida en HKUST.
El hallazgo concierne al aminoacil ARNt sintetasas (AARSs), un grupo de 20 enzimas cuya función más básica es conectar los códigos de nucleótidos contenidos en los genes con sus correspondientes bloques de construcción de proteínas, 20 aminoácidos. Como AARSs son esenciales para la traducción de la información genética en proteínas funcionales, se encuentran en todas las formas de vida en el planeta.
En los últimos años, los científicos han encontrado pruebas de que existen enzimas AARSs en una mayor complejidad en organismos más evolutivamente avanzados, lo que significa, en esencia, que estas enzimas han adquirido nuevos segmentos o "dominios". Curiosamente, estos dominios no tienen aparente relevancia para la traducción de proteínas.
Aunque en gran medida están ausentes en las formas inferiores de vida, estos dominios se han añadido de manera progresiva y acumulativa en la evolución, en el largo ascenso durante miles de millones de años hasta los seres humanos. Utilizando técnicas avanzadas, el equipo identificó cerca de 250 variantes de transcripción de genes hasta ahora desconocidas de AARSs en diferentes tipos de células humanas. Estas variantes, conocidas como variantes de empalme, son conjuntos alternativos de las secuencias de información (exones) contenidas en los genes AARSs.
Con frecuencia, los genes contienen múltiples exones que se pueden unir juntos en formas alternativas, permitiendo, en principio, que un único gen activo codifique múltiples proteínas con diferentes funciones. Pero los nuevos resultados sugieren que la evolución ha sido inusualmente prolífica en la creación de variantes de empalme AARSs.
Otras investigaciones del equipo revelaron que las nuevas variantes de AARSs a menudo se producen sólo en determinados tipos de células, como el cerebro o las células inmunes, y/o aparecen sólo durante ciertas etapas de desarrollo. Sorprendentemente, la mayor parte de las nuevas variantes de empalme carecen por completo del "dominio catalítico" estándar que sustenta la traducción, confirmando que no están directamente relacionadas con este proceso fundamental.
Schimmel y sus colaboradores se centrarán ahora en estudios más exhaustivos de las nuevas variantes AARS y sus funciones específicas. "Creemos que estas proteínas tienen relevancia para múltiples enfermedades humanas, por lo que representan una clase muy importante de nuevas proteínas terapéuticas análogas a las usadas ampliamente en la terapéutica de proteínas inyectables, como la hormona del crecimiento, la insulina, la eritropoyetina (EPO), que regula la producción de células rojas de la sangre, y el factor estimulante de colonias de granulocitos (G-CSF), que estimula la médula ósea", concluye.
