Cuando un edificio se daña, un contratista general a menudo supervisa a varios subcontratistas armadores, electricistas, plomeros y colgadores de paneles de yeso para garantizar que las reparaciones se realicen en el orden correcto y a tiempo.
De manera similar, cuando se daña el ADN, un contratista general molecular supervisa una red de subcontratistas genéticos para garantizar que las diversas tareas celulares necesarias para proteger y reparar el genoma se realicen correctamente y a tiempo.
Los científicos saben desde hace tiempo que un gen maestro llamado SOG1 actúa como un contratista general para la reparación, coordinándose con varios subcontratistas genéticos de la célula vegetal para generar una respuesta efectiva al daño del ADN. Pero, no estaba claro qué genes específicos eranentre los subcontratistas, ni cómo SOG1 interactuó con ellos para supervisar la respuesta al daño del ADN.
Ahora, los investigadores del Instituto Salk informan qué genes se activan o desactivan, y en qué orden, para orquestar los procesos celulares necesarios para proteger y reparar el genoma en respuesta al daño del ADN. La investigación, que apareció en la revista Actas de la Academia Nacional de Ciencias durante la semana del 10 de octubre de 2018, revela el marco genético que controla un proceso biológico complejo que tiene amplias implicaciones para comprender cómo las plantas en particular, y los organismos en general, hacen frente al daño del ADN para garantizar la salud y el estado físico a largo plazo.
"Así como un edificio con daño estructural puede ser inseguro, las células con daño en el ADN que pasa desapercibido o no reparado pueden ser peligrosas", dice la profesora asistente Julie Law, autora principal del artículo ". Sin embargo, el momento y la coordinación general delos eventos que ocurren después de la detección del ADN dañado siguen siendo poco conocidos. ¿Está SOG1 actuando como un microgestor, señalando directamente a cada subcontratista a una tarea, o tiene un papel más no intervenido? Este documento nos acerca un paso más a comprender cómo la respuestaal daño del ADN se coordina con el tiempo para mantener la estabilidad del genoma ".
Para comprender mejor la dinámica de la regulación de genes a lo largo de la respuesta al daño del ADN y para determinar los roles directos de SOG1 en esta respuesta, Law y su equipo realizaron una serie de experimentos en Arabidopsis thaliana, una hierba comúnmente utilizada para la investigación genética. Crecierondos conjuntos de plántulas de Arabidopsis: un conjunto era normal; el otro conjunto contenía una versión mutada del gen SOG1, lo que lo hacía no funcional.
El equipo expuso ambos conjuntos de plantas a una fuerte radiación ionizante para generar roturas de doble cadena de ADN. Luego analizaron los cambios en la expresión génica en comparación con los controles no irradiados en seis puntos de tiempo que van de 20 minutos a 24 horas. Encontraron la expresión deaproximadamente 2.400 genes aumentaron o disminuyeron en respuesta al daño del ADN durante ese período de tiempo, casi todo lo cual dependía de la presencia de SOG1. Sin embargo, descubrieron que solo aproximadamente 200, o aproximadamente el 8 por ciento, fueron activados directamente por SOG1, lo que revelóla primera capa de una red compleja de regulación génica y mostró que SOG1 estaba asumiendo un papel de supervisor más "manos libres".
Para comprender lo que hacían estos aproximadamente 2.400 genes, el grupo de Law introdujo sus datos en un programa de software llamado DREM, que identifica genes con patrones de expresión similares durante todo el período de 24 horas del estudio. Esto resultó en la identificación de 11grupos de genes que actúan en diferentes escalas de tiempo y juegan roles conocidos o pronosticados en diferentes aspectos de la respuesta de las plantas al daño del ADN.
"Es emocionante obtener más claridad sobre las redes de genes específicos y las subredes involucradas en la respuesta al daño del ADN, así como su sincronización, que no se había hecho antes", dice Law.
Además de informar estrategias para mejorar la salud de los cultivos al mantener la estabilidad del genoma, este trabajo también puede arrojar luz sobre aspectos conservados de la respuesta al daño del ADN en otros organismos, ya que existen muchos paralelos entre SOG1 y un gen en animales que tiene un comportamiento similarfunción de "contratista general": el gen p53, un supresor tumoral conocido por su papel en la lucha contra el daño del ADN para prevenir el cáncer.
A continuación, el laboratorio planea estudiar el papel de los nuevos factores implicados en la respuesta al daño del ADN en función de sus perfiles de expresión y continuar explorando la red de genes controlados directa o indirectamente por SOG1.
Otros autores en el artículo incluyeron a Clara Bourbousse y Neeraja Vegesna de Salk.
El trabajo fue financiado por la Fundación Rita Allen, la Fundación Hearst, una beca de la Fundación Catharina, la Fundación Jesse y Caryl Philips, la Fundación Glenn para la Investigación Médica, la Fundación Chapman y el Helmsley Charitable Trust.
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Materiales proporcionados por Instituto Salk . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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