MADRID, 27 Oct. (EUROPA PRESS) -
Un equipo internacional de investigación, dirigido por el Centro RIKEN para la Investigación de la Dinámica de Biosistemas (BDR) en Japón, ha resuelto un misterio genético y revelado una forma previamente desconocida en la que el ADN puede controlar la actividad celular.
Publicado en 'Science', el estudio revela que en el nematodo C. elegans, el ARN vital necesario para mantener intactos los extremos de los cromosomas no posee un gen propio. En cambio, se inserta en otro. Este intercambio de ADN podría ser una estrategia común en el reino animal y tiene implicaciones para las terapias antienvejecimiento y la medicina regenerativa en humanos.
Los telómeros son tapas de ADN que protegen los extremos de los cromosomas, de forma similar a las puntas de plástico de los cordones de los zapatos. A medida que envejecemos, las células de nuestro cuerpo, llamadas células somáticas, se dividen cuando necesitamos tejido nuevo, y cada vez que esto ocurre, los telómeros pierden parte de su ADN. Algunos signos del envejecimiento están relacionados con este proceso. Por ejemplo, las células de la piel con telómeros más cortos producen menos colágeno y la piel se arruga. Cuando son demasiado cortos, las células se autodestruyen.
Las células precursoras del esperma y el óvulo, llamadas colectivamente células germinales, son una excepción a esta regla. Cuando se dividen, una enzima llamada telomerasa añade ADN de reemplazo a los extremos de los telómeros acortados. Debido a esto, la longitud del telómero no se acorta con cada generación y las especies no se extinguen. La telomerasa contiene una plantilla de ARN que se utiliza para producir el ADN de reemplazo. En los humanos y otros mamíferos, este ARN proviene del gen TERC. C. elegans tiene telomerasa funcional, pero no parece tener un gen TERC . Este misterio ha desconcertado a los científicos durante más de 20 años, y algunos han asumido que el gen se perdió durante la evolución. En su estudio, el equipo de RIKEN BDR descubrió cómo C. elegans puede existir sin un gen TERC independiente.
Dado que los niveles de telomerasa suelen ser muy bajos, los investigadores modificaron genéticamente C. elegans para sobreproducir la proteína telomerasa, lo que permitió recolectar grandes cantidades de todo el complejo de la telomerasa, incluyendo el ARN molde. Posteriormente, utilizaron todo el ARN molde recolectado para buscar ADN compatible en el genoma. A diferencia de los mamíferos, en lugar de localizarlo en su propio gen, lo encontraron dentro del intrón de otro gen. Normalmente, las instrucciones del ADN dentro de los genes se utilizan para construir proteínas. Sin embargo, algunas partes de los genes, llamadas intrones, no se utilizan para construir proteínas y suelen eliminarse y desecharse una vez que se ha formado la proteína del gen.
"Fue sorprendente descubrir que el ARN clave, al que llamamos terc- , estaba oculto dentro de un intrón del gen nmy-2, que se expresa únicamente en células germinales", detalla Hiroki Shibuya, Centro RIKEN. "De hecho, el descubrimiento de que el ARN esencial de la telomerasa estuviera oculto dentro de un intrón fue completamente inesperado".
Los experimentos mostraron que en C. elegans carentes de terc-1 , los telómeros se acortaron en cada generación y, en 15 generaciones, los animales se extinguieron. Insertar terc-1 dentro de intrones de otros genes que se expresan en células germinales creó nematodos que tenían telómeros normales y no se extinguieron. Por el contrario, cuando se insertó terc-1 en intrones de genes que solo se activan en células somáticas, los animales sí se extinguieron. Por lo tanto, al introducirse en genes activados en células germinales, terc-1 se produce donde se necesita: las células germinales. Allí, ayuda a garantizar que las generaciones futuras no reciban telómeros acortados, lo que apoya la supervivencia de la especie.
"Aunque descubrimos esta estrategia de autostop intrónico en C. elegans , es probable que otros ARN no codificantes utilicen mecanismos similares o que existan en diferentes especies", destaca Shibuya. Este método de incrustar ARN de forma que el momento y la ubicación de su expresión estén controlados automáticamente por el gen huésped apunta a un principio biológico más amplio".
Más allá de su importancia evolutiva, este descubrimiento nos ayudará a comprender mejor cómo se regula la telomerasa en las células sanas y podría transformar los enfoques del envejecimiento, la fertilidad y la medicina regenerativa.
