Los organismos desde las bacterias hasta los humanos deben defenderse de los elementos genéticos parásitos llamados transposones, y hay mucho en juego. Estas piezas de ADN, que alteran los genes al saltar en el genoma, pueden causar tanta destrucción que las células tienen mecanismos de vigilancia dedicados amantenlos bajo control.
Para proteger a las generaciones futuras contra los estragos genómicos, los defectos en estos sistemas de defensa innatos generalmente resultan en esterilidad. En los animales, la principal defensa contra los transposones problemáticos es la vía de ARN que interactúa con Piwi.
En una nueva investigación, los científicos dirigidos por el profesor Gregory Hannon del Laboratorio Cold Spring Harbor CSHL, quien también es profesor y líder principal del grupo en el CRUK Cambridge Institute de la Universidad de Cambridge, han identificado una proteína que el sistema Piwi utiliza para guiarla maquinaria de silenciamiento génico de una célula en los puntos correctos del genoma, lo que le permite mantener los transposones inactivos sin interferir con los genes del organismo.
Los colegas de Hannon han llamado juguetonamente a la proteína Panoramix, en honor a un personaje de cómic que otorga a otros un gran poder.
La vía de ARN que interactúa con Piwi, que es activa en las células de la línea germinal, aquellas que dan lugar a espermatozoides y óvulos, es un sistema de defensa de dos niveles. La línea de defensa más directa encuentra y mastica copias de ARN de transposones,mientras que un segundo mecanismo encuentra transposones dentro del genoma y los etiqueta con señales químicas que le indican a la célula que los mantenga apagados de forma segura. "Estos dos modos de control proporcionan la mejor sujeción posible en el sistema", dice Hannon.
Para el estudio actual, Hannon y sus colegas se centraron en el sistema que etiqueta químicamente el ADN del transposón. Esto sucede justo cuando los elementos se preparan para moverse, cuando el ADN del transposón se copia de su lugar en el genoma en ARN, un proceso conocido comotranscripción.
El desafío para el sistema Piwi, explica Hannon, es localizar estas secuencias, que se parecen mucho a los genes de un organismo, y etiquetarlas para que puedan ser reconocidas por la misma maquinaria que una célula usa para cambiar sus propios genessegún sea necesario. Se cree que las pequeñas moléculas de ARN llamadas ARN que interactúan con Piwi son responsables de encontrar transposones a medida que emergen las copias de ARN, pero el siguiente paso fue inexplicable ". Queríamos encontrar el vínculo entre esta ruta específica de transposón hacia el más general.maquinaria represiva de la célula ", explica Hannon.
Los científicos tenían una lista de moléculas que pensaban que podrían desempeñar este papel, y Yang Yu, un investigador postdoctoral en el laboratorio de Hannon en CSHL, se dispuso a probarlas. El sistema Piwi es tan rápido que los científicos han encontrado que es casi imposible seguirlosus componentes mientras silencian sus objetivos naturales. Entonces Yu construyó un objetivo artificial de Piwi, luego le pegó diferentes componentes del sistema de Piwi y monitoreó lo que sucedió después.
En la mayoría de las situaciones, las células trataron el fragmento de ADN que codificaba el objetivo como uno de sus propios genes. Pero cuando Panoramix fue atado al objetivo de ARN artificial, fue capaz de detener la transcripción del fragmento extraño de ADN. Eso sugirió quetan pronto como comenzó la transcripción, Panoramix reclutó la maquinaria de silenciamiento génico de la célula para cerrar la transcripción local y marcar el ADN intrusivo para que permanezca apagado, incluso en las generaciones futuras.
"Este es un fenómeno increíblemente específico", dice Hannon, y señala que Panoramix invoca la maquinaria silenciadora de genes de la célula sin afectar la actividad de ninguno de los genes de la mosca de la fruta.
Aunque no se ha encontrado proteína Panoramix en mamíferos, Hannon dice que es muy probable que los humanos y otros animales tengan una proteína relacionada que desempeñe el mismo papel.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Laboratorio Cold Spring Harbor . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :