ADN, ARN, proteína: el final. ¿O es así? Hasta hace poco, el patrón utilizado para codificar información genética en nuestras células se consideraba relativamente sencillo: cuatro letras A, G, C, T para ADN ycuatro A, G, C, U para el ARN. Sin embargo, esta ecuación resultó ser demasiado simplificada: el ARN se resistía.
Un nuevo estudio publicado en Naturaleza por un equipo de científicos de la Universidad de Tel Aviv, el Centro Médico Sheba y la Universidad de Chicago encuentra que el ARN, considerado la plantilla de ADN para la traducción de proteínas, a menudo aparece con una letra adicional, y esta letra es la clave reguladora para el control del genEl descubrimiento de una nueva carta que marque miles de transcripciones de ARNm ofrecerá información sobre las diferentes funciones de ARN en los procesos celulares y las contribuciones al desarrollo de la enfermedad.
"La epigenética, la regulación de la expresión génica más allá de la información primaria codificada por el ADN, hasta hace poco se pensaba que estaba mediada por modificaciones de proteínas y ADN", dijo la profesora Gidi Rechavi, presidenta de Oncología de Djerassi en la Facultad de Medicina Sackler de TAUjefe del Centro de Investigación del Cáncer en el Centro Médico Sheba. "Los nuevos hallazgos llevan al ARN a una posición central en la epigenética".
La investigación, dirigida conjuntamente por el Prof. Rechavi y el Prof. Chuan He, John T. Wilson, Profesor de Servicio Distinguido en Química e Investigador del Instituto Médico Howard Hughes de la Universidad de Chicago, y realizada por un equipo de investigadores de TAU,Sheba y Chicago representan un avance en la comprensión de cómo se regulan los ARN.
"Este descubrimiento abre aún más la ventana a un mundo completamente nuevo de biología para que lo exploremos", dijo el profesor He. "Estas modificaciones tienen un gran impacto en casi todos los procesos biológicos".
El número de nucleótidos modificados letras en el ARN es 10 veces mayor que el de las letras que se encuentran en el ADN. Pero, ¿qué explica el impulso evolutivo de un gran alfabeto de ARN? Las moléculas de ARN tienen una amplia variedad de funciones, incluido el almacenamiento deinformación genética, así como actividades catalíticas, estructurales y reguladoras, en contraste con la importante pero unidimensional función del ADN en la codificación de la información genética.
"Las aproximadamente 140 modificaciones diferentes que decoran el ARN aumentan significativamente el vocabulario del ARN y permiten que los diversos tipos de ARN, incluidos ARNm, ARNr, ARNt, ARNip, miARN y ARNc, implementen sus actividades versátiles", dijo el Prof.Rechavi.
El grupo del profesor Rechavi, dirigido por Dan Dominissini y Sharon Moshkovitz, comenzó a explorar el paisaje de las modificaciones químicas del ARN mensajero ARNm hace cuatro años a través de una modificación específica: la adición de un grupo metilo en la posición 6 de la adenosina m6Aen ARNm. El equipo de investigación demostró que esta modificación es específica de regiones únicas de las moléculas de ARNm y que la modificación puede ser "leída" por proteínas específicas. También mostraron que esta modificación es dinámica y responde a estímulos ambientales.
Estos hallazgos complementaron la identificación por parte del grupo Prof. He de la Universidad de Chicago en el momento de una enzima FTO que elimina las marcas m6A del ARNm. La demostración de un proceso reversible que decora el ARNm y afecta su estabilidad, traducibilidad, empalme,y la localización estableció un nuevo campo de "epigenética" de ARN conocido como "epitranscriptómica".
En su nuevo estudio, los investigadores descubrieron una nueva modificación dinámica del ARNm: la metilación de la posición 1 de la adenosina m1A. Es importante destacar que esta modificación se localizó en una posición indicadora cerca del inicio de la traducción de proteínas y se vinculópara aumentar la síntesis de proteínas. Miles de genes están decorados por esta modificación, permitiendo a las células regular la expresión de proteínas necesarias para procesos biológicos clave.
"Esperamos que la interrupción de este nuevo mecanismo regulador se asocie con estados de enfermedad como cáncer y trastornos neurodegenerativos", dijo el profesor Rechavi.
Los grupos de investigación están estudiando actualmente los procesos celulares involucrados en "escribir" y "borrar" m1A, así como las vías bioquímicas reguladas por esta nueva modificación de ARN. En el futuro, planean explorar el papel de la metilación de m1A en el embrióndesarrollo y su participación en el cáncer y los trastornos neurodegenerativos.
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Materiales proporcionado por American Friends of Tel Aviv University . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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