"Resucitar" a los antepasados de las proteínas clave proporciona información evolutiva sobre su papel en las células humanas y en la mayoría de los cánceres, según un nuevo estudio.
El estudio, publicado en línea el 13 de agosto en la revista eLife , gira en torno a la función de la quinasa regulada por señal extracelular ERK, una proteína que determina si las células humanas se dividen y multiplican como parte del crecimiento.
Dirigido por investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Nueva York, el nuevo estudio sugiere que ERK se encendía fácilmente en antiguas criaturas unicelulares, pero se restringió cuidadosamente a medida que los primeros animales evolucionaron hace 800 millones de años.
Específicamente, el equipo de investigación usó análisis de computadora para determinar las secuencias de ADN y las estructuras proteicas relacionadas, para los antiguos familiares de ERK. Al estudiarlas, los investigadores identificaron dos cambios clave que probablemente pusieron a ERK bajo un control más cuidadoso a lo largo de la evolución.
El equipo también descubrió que era "sorprendentemente fácil" revertir esos cambios evolutivos y devolver ERK a su estado ancestral primitivo, muy activo. Esto se vuelve importante, dicen los investigadores, porque un proceso similar ocurre cuando los errores genéticos convierten las células normalesen el cáncer El ERK moderno es parte de "la vía de señalización más importante en los cánceres humanos", junto con los otros interruptores de proteínas que se atascan en la posición "encendida" para causar un crecimiento anormal.
"Ese ERK podría continuar funcionando mientras evoluciona revela una flexibilidad que puede explicar cómo las células humanas desarrollaron 500 quinasas diferentes que controlan todos los aspectos de su biología, y por qué las quinasas defectuosas son tan centrales para el crecimiento del cáncer", dice el autor principal del estudio LiamHolt, PhD, profesor asistente en el Instituto de Genética de Sistemas en NYU Langone Health. "Se requieren cambios genéticos para que la evolución continúe, pero muchas enzimas dejan de funcionar cuando ocurren cambios. ERK continúa señalando".
Al igual que todas las proteínas, las versiones de ERK se ensamblan a partir de combinaciones de bloques moleculares llamados aminoácidos. La creciente variedad de estructuras de aminoácidos en todo el reino animal ahora catalogadas en bases de datos ha hecho posible un nuevo tipo de análisis, dicen los autores. Investigadorespuede hacer conjeturas educadas sobre los aminoácidos que ocupan cada posición en las estructuras de sus ancestros comunes.
En adelante, el equipo de investigación planea resucitar un conjunto completo de antepasados inferidos para todas las proteínas de la clase de ERK quinasas, y evaluar a los candidatos a fármacos contra ellos, dice Holt. Su plan se basa en la hipótesis de que algunas mutaciones causan cáncerporque devuelven quinasas a estados más antiguos que no están regulados adecuadamente.
Para evitar los efectos secundarios y la resistencia a los medicamentos, dice, los medicamentos futuros podrían diseñarse para inhibir versiones de quinasas que causan cáncer similares a los ancestros sin desactivar las enzimas normales relacionadas.
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Materiales proporcionados por NYU Langone Health / NYU School of Medicine . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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