Solo al ralentizar su metabolismo, las moscas de la fruta mutantes pueden pasar de cero a héroe.
En un nuevo estudio de la Universidad Northwestern, los investigadores desaceleraron las tasas metabólicas de las moscas de la fruta mutantes en un 50%, y los efectos perjudiciales esperados de muchas mutaciones nunca se manifestaron. Después de probar experimentalmente las diferentes mutaciones genéticas de las moscas de la fruta, los investigadores encontraron el mismo resultado cada unahora.
"Cuando las moscas se desarrollaron a un ritmo normal, ocurrieron problemas de desarrollo", dijo Richard Carthew de Northwestern, quien dirigió la investigación experimental. "Cuando disminuimos la velocidad, los problemas de desarrollo desaparecieron. Se desarrollan más lentamente y crecen más lentamente, pero, de lo contrario,son animales normales "
"Esto altera el paradigma de todo lo que sabemos sobre el desarrollo", agregó Luís Amaral de Northwestern, quien dirigió la investigación computacional. "Siempre hemos pensado que si se 'rompen' algunos genes, habrá graves consecuencias para el desarrollo. Resulta queeso no es cierto para algunos genes, siempre y cuando también ralentices el metabolismo del organismo en crecimiento ".
La investigación podría explicar una serie de factores, como por qué los pollos criados en fábrica que se crían para hipercrecimiento tienen más problemas de desarrollo o por qué la restricción calórica está relacionada con la longevidad.
El estudio se publicará el 25 de julio en la revista Celda . Carthew es profesor de biociencias moleculares en el Colegio de Artes y Ciencias Weinberg de Northwestern y profesor de bioquímica y genética molecular en la Facultad de Medicina Feinberg. Amaral es Profesor de Ingeniería Química y Biológica Erastus O. Haven en la Escuela McCormick de NorthwesternIngenieria.
Tal vez en el descubrimiento más sorprendente del estudio, los investigadores descubrieron que las moscas de la fruta, con tasas metabólicas lentas, podrían vivir sin microARN, lo que anteriormente se creía imposible. Encontrado en todas las especies de plantas y animales, los microARN juegan un papel clave en la regulaciónexpresión génica. En pocas palabras: los microARN controlan el desarrollo, la fisiología y el comportamiento.
"Sabemos por 20 años de investigación, los microARN son esenciales para la vida. Si no tuviera ningún microARN, estaría muerto. Así de simple", dijo Carthew. "En nuestro estudio, ralentizamos el metabolismo demoscas de la fruta que no estaban haciendo ningún microRNA en absoluto. Sobrevivieron, crecieron y se convirtieron en adultos normales.
"Nuestro resultado concluye que toda esta familia de reguladores genéticos no es esencial", agregó. "Todo lo que tiene que hacer es ralentizar el metabolismo en aproximadamente un 50%".
El premio Nobel Thomas Hunt Morgan notó por primera vez la conexión entre la dieta y las mutaciones genéticas en 1915. Cuando crió moscas de la fruta mutantes en cantidades limitadas de alimentos pobres, Morgan notó que algunas mutaciones nunca se expresaron.
"Pensó que era interesante, pero no tenía explicación", dijo Carthew.
Carthew y Amaral ahora creen que la respuesta es el control de retroalimentación. Común en biología, ingeniería, economía y muchos otros campos, el control de retroalimentación permite a los sistemas complejos ajustar el rendimiento para cumplir con la respuesta deseada. Después de completar cientos de experimentos a lo largo de varios años,el dúo del noroeste cree que un metabolismo más lento da tiempo a los sistemas de los animales para corregir errores.
"Cuando observa todas las diferentes proteínas y genes que interactúan dentro de una célula, puede sentirse abrumado por todos los componentes y las interacciones entre ellos", dijo Amaral. "Si está creciendo rápidamente y algo sale mal, puedeser catastrófico. Necesita estas redes complejas porque aumentan la redundancia para evitar una catástrofe.
"Pero si está creciendo lentamente, es posible que no necesite un sistema tan complejo", dijo. "Tiene más tiempo para adaptarse a los errores y reaccionar ante los cambios".
En otras palabras, si le da más tiempo al sistema, eventualmente llegará a donde debe estar. Carthew, quien también es miembro del Centro Integral de Cáncer Robert H. Lurie de la Universidad Northwestern, dijo que este hallazgo podría eventualmenteser aplicado al cáncer.
"Los tumores son extremadamente activos metabólicamente", dijo. "Los tumores absorben una enorme cantidad de energía, razón por la cual los pacientes con cáncer a menudo están exhaustos. Podríamos pensar en formas de atacar el metabolismo de las células cancerosas. Tal vez disminuyendo su metabolismotasa, podríamos evitar que las mutaciones oncogénicas en las células tumorales expresen su fenotipo de cáncer "
El estudio fue apoyado por el Consorcio Biomédico de Chicago, la Fundación Malkin, la Fundación Rappaport, la Fundación Nacional de Ciencias número de premio 1764421, la Fundación Simons número de premio 597491 y los Institutos Nacionales de Salud números de premio T32 GM008061,T32 CA080621, P50 GM81891 y R35 GM118144.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad del Noroeste . Original escrito por Amanda Morris. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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