La teoría evolutiva dice que las mutaciones son ciegas y ocurren al azar. Pero en el fenómeno de la mutación adaptativa, las células pueden asomarse bajo la venda de los ojos, aumentando su tasa de mutación en respuesta al estrés.
Los científicos del Instituto de Cáncer Winship, Universidad de Emory han observado que un aparente "canal de retorno" para la información genética llamada retromutagénesis puede alentar la mutación adaptativa en las bacterias.
Los resultados están programados para su publicación en PLOS Genética el martes 25 de agosto
"Este mecanismo puede explicar cómo las bacterias desarrollan resistencia a algunos tipos de antibióticos bajo presión selectiva, y cómo las mutaciones en las células cancerosas permiten su crecimiento o resistencia a los medicamentos de quimioterapia", dice el autor principal Paul Doetsch, PhD.
Doetsch es profesor de bioquímica, oncología de radiación y hematología y oncología médica en la Facultad de medicina de la Universidad de Emory y director asociado de investigación básica en el Instituto de Cáncer Winship. El primer autor es el recién graduado estudiante de postgrado en Genética y Biología Molecular, Jordan Morreal,Doctor.
La retromutagénesis resuelve el enigma: si las células no crecen porque están bajo estrés, lo que significa que su ADN no se está copiando, ¿cómo aparecen los nuevos mutantes?
La respuesta: primero aparece una mutación en el ARN.
La mutación en el ARN da como resultado una proteína con función aumentada que ayuda a las células a crecer, dándoles la oportunidad de replicar su ADN y que las mutaciones de ADN posteriores ejerzan sus efectos.
en el PLOS Genética artículo, científicos dirigidos por Doetsch y su colega Bernard Weiss, MD, proporcionan evidencia de que está ocurriendo la retromutagénesis E. coli bacterias forzadas a crecer en la lactosa de azúcar como su única fuente de energía.
La cepa bacteriana probada tenía una mutación incapacitante en un gen que, si era funcional, permitiría a las células usar lactosa. Cuando se exponen a altos niveles de ácido nitroso, un agente que daña el ADN, aparecieron mutaciones en la bacteria y algunas de laslas bacterias podrían crecer. Al analizar exactamente dónde ocurrieron las mutaciones en el ADN, los científicos concluyeron que la retromutagénesis estaba contribuyendo al crecimiento bacteriano.
"La mayoría de los experimentos anteriores sobre la mutación adaptativa han intentado descartar el crecimiento de las células parentales durante la selección, lo cual es casi imposible de hacer con el rigor necesario ... En lugar de medir la replicación general del ADN a través del crecimiento celular en la población parentaldurante la selección, como en los experimentos publicados anteriormente, podemos medir la replicación del ADN específicamente en los revertantes a través de mutaciones NTS [cadena no transcrita]. La baja frecuencia de mutaciones NTS encontradas después de la selección directa indica que hubo poca síntesis de ADN antes de la expresión génica y apoya firmementeel modelo de retromutagénesis ", escriben los autores.
Los autores señalan que la retromutagénesis puede explicar observaciones previas de bacterias que desarrollan resistencia al antibiótico ciprofloxacino, así como mutaciones en el oncogén p53 Ras humano, visto en muchas formas de cáncer.
La investigación fue apoyada por el Instituto Nacional de Ciencias de Salud Ambiental P01ES011163.
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Materiales proporcionados por Ciencias de la salud de Emory . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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