Algunas células simplemente no reciben el respeto que se merecen. De hecho, la mayoría de las células no. Más del 99 por ciento de las innumerables células en nuestro planeta existen en un estado de reposo. Recoja un puñado de tierra: contiene milesde microorganismos, casi todos los cuales no crecerían si lo colocasen en un plato de cultivo. Estas células son metabólicamente activas, sí, vivas, pero no se dividen, y permanecerán en un estado reproductivo "tranquilo" a menos queestimulado bajo condiciones específicas para reingresar al ciclo celular y prepararse para dividirse una vez más.
De hecho, algunas de nuestras células más importantes son inactivas, incluidas las células madre, las células del sistema inmunitario adaptativo y los ovocitos, óvulos que las mujeres pueden transportar durante décadas antes de activarse mediante la fertilización.
Las células en división, aunque siempre son una pequeña minoría en el panorama general de la naturaleza, atraen la mayor parte de nuestra atención, y por razones que no son difíciles de entender. Las células que se preparan para dividirse son aquellas que llevan toda la vida del planeta hacia adelante, haciapróxima generación. Y cuando la replicación se vuelve loca, como en el cáncer humano, esa función básica de mantenimiento de la vida se transmuta en un arma que amenaza la supervivencia misma.
Hoy en el diario ciencia , un equipo de biólogos dirigido por Robert A. Martienssen, profesor del Laboratorio Cold Spring Harbor CSHL e investigador HHMI-GBMI, presenta evidencia que respalda una teoría que coloca en una perspectiva profunda una batalla dentro de todas las células entre los mecanismos que les inducen a replicarsesu ADN y aquellos que les permiten transcribir su ADN en ARN. "Es una opción inherente que debe manejarse, y explica gran parte de lo que nuestra maquinaria celular está haciendo en un momento dado", dice Martienssen.
La evidencia que el equipo de Martienssen informa hoy es el resultado de poner el foco de atención, para variar, en esa multitud celular silenciosa y multitudinaria: células en estado inactivo. El investigador postdoctoral Benjamin Roche realizó experimentos demostrando por primera vez que la mayoría de las células no pueden sobreviviren un estado de reposo, a menos que un mecanismo epigenético llamado interferencia de ARN RNAi esté en funcionamiento, y el ARNi y otros procesos epigenéticos inducen cambios en dónde y cuándo se expresan genes específicos sin alterar su código genético.
Utilizando células de levadura de fisión simple S. pombe como modelo, el equipo descubrió que los mutantes que carecen de ARNi no podían entrar, mantener o salir de la quiescencia. La levadura sin ARNi podría sobrevivir solo si estaban en proceso de división.
Esto sugirió que había algo sobre la quiescencia en sí que requería que el ARNi estuviera presente para que una célula eucariota se mantuviera viva. Tenía sentido preguntar qué estaba sucediendo en las células inactivas en las que funcionaba el ARNi. Estas preguntas detalladas llevaron a las siguientes explicaciones, en una investigación en el laboratorio de Martienssen dirigida por el Dr. Roche durante un período de cinco años en colaboración con el Dr. Benoît Arcangioli en el Institut Pasteur, París.
Cuando una célula sale del ciclo celular, dejando el estado reproductivo, necesita ser reprogramada para entrar en quiescencia. Esta reprogramación se realiza en parte por RNAi, que actúa para silenciar genes al causar una enzima ubicua llamada ARN polimerasa a físicamentedesprenderse de la doble hélice, donde en algún momento anterior se había unido para traducir el ADN del genoma en mensajes de ARN que codifican proteínas.
La ARN polimerasa se presenta en varias formas. En las células en ciclo, la liberación de ARN polimerasa II también tiene el efecto de estimular a la célula para que produzca áreas altamente comprimidas llamadas heterocromatina, típicamente cerca del centrómero en la parte central de los cromosomas. El ARNi es parte de unmaquinaria epigenética más compleja en organismos superiores que silencia la heterocromatina una vez establecida. En las células en las que falta o está deshabilitado el ARNi, se activa la heterocromatina, normalmente silenciosa.
Esto fue señalado por Martienssen y colegas en 2002, en una investigación epigenética citada por Science como "Avance del año". La nueva investigación muestra que las células a las que les falta ARNi no pueden entrar o mantener la quiescencia precisamente porque las regiones heterocromáticas giran sin control y terminanmatando la célula. El equipo ahora coloca esta observación en un contexto que amplía significativamente sus implicaciones.
"Encontramos a través del análisis genético que el ARNi no solo interactúa con la ARN polimerasa II en la formación y regulación de la heterocromatina", dice Martienssen. "También encontramos que en las células inactivas, es la liberación de ARN polimerasa I inducida por ARNi,otra enzima activa durante la transcripción, que permite a las células inactivas mantener su estado inactivo ".
Lo que es clave aquí es la liberación de ARN polimerasa I específicamente de las regiones del material genético ocupado por el ADNr. El ADNr es el material genético que codifica el ARN que ayuda a formar ribosomas, fábricas de proteínas que se encuentran en todas las células. ADNr, muchoAl igual que el ADN que codifica la heterocromatina, es altamente repetitivo y se produce en muchas copias en todo el genoma. La acción de ARNi libera ARN polimerasa I de las regiones de ADNr y, al hacerlo, evita la acumulación excesiva de heterocromatina durante el mantenimiento de la inactividad.
"Esta investigación puede explicar el papel clave que desempeña el ARNi en las células madre, que están inactivas durante gran parte de su vida; y también en el cáncer, que, después de todo, es la estimulación de las células que normalmente están inactivas para comenzar a dividirse y proliferar"Esa transición, curiosamente, a menudo va acompañada de mutaciones en el ARNi", dice Martienssen.
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 :