No todo es ADN

Un grupo de investigadores del Departamento FBMC de Exactas y el IFIBYNE acaba de demostrar que un tipo de ácido ribonucleico presente en nuestras células controla el proceso llamado “splicing alternativo” que hace que cada gen produzca más un tipo de proteína. El descubrimiento podría tener aplicaciones médicas.

El ácido desoxirribonucleico o ADN es sin duda una de las moléculas más mediáticas. Sin embargo los científicos están descubriendo que su primo hermano, el ácido ribonucleico o ARN, cumple tantas funciones inesperadas que es posible que pronto le arrebate al ADN su trono de popularidad. En efecto, hasta hace unos años se consideraba al ARN como un mero intermediario entre los genes, hechos de ADN, y sus productos finales, las proteínas. Sin embargo, en 2006 se descubrió que nuestras células fabrican cientos de ARNs capaces de realizar funciones biológicas muy diversas que incluyen la regulación de los genes y de sus productos. Estos nuevos ARNs habían pasado desapercibidos durante años debido a que son mucho más pequeños que los conocidos desde la década del 60. En un trabajo publicado en la revista Nature Structural and Molecular Biology, un grupo de investigadores del Laboratorio de Fisiología y Biología Molecular del Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular de Exactas y del IFIBYNE CONICET-UBA, dirigidos por Alberto Kornblihtt, acaba de demostrar que estos ARNs “pequeños” son capaces de regular el splicing alternativo, el proceso por el cual cada gen puede fabricar más de una proteína.

Corte y confección

Históricamente se creía que un gen tenía la información necesaria para que se produjera una única proteína. Sin embargo, hoy sabemos que los humanos, y otros vertebrados cercanos como el chimpancé y el ratón, tenemos casi el mismo número de genes que un gusano o una mosca, y que nuestra mayor complejidad biológica es consecuencia de que nuestros genes pueden codificar muchas más proteínas gracias al mencionado splicing alternativo. Cuando un gen da la orden para fabricar una proteína, lo primero que ocurre en el núcleo de las células es que la información contenida en su secuencia es copiada en otra molécula, llamada ARN mensajero inmaduro, por una enzima llamada ARN polimerasa. El ARN inmaduro sirve de materia prima para que ciertas enzimas del núcleo lo corten en fragmentos y empalmen algunos de ellos, desechando otros, como si se tratase de un sastre armando un traje. A este proceso molecular de “corte y empalme” se lo conoce como splicing y su resultado es la formación de un ARN mensajero maduro, el cual saldrá del núcleo y se dirigirá al citoplasma donde finalmente será decodificado para que se fabrique una proteína mediante la unión de aminoácidos. Al fin y al cabo, las proteínas le confieren las características a nuestras células, tejidos y órganos y llevan a cabo la gran parte de las funciones vitales. Los investigadores se refieren a splicing alternativo cuando a partir de un único gen y su correspondiente ARN mensajero inmaduro, la célula fabrica más de una variante de ARN mensajero maduro y por ende más de una proteína. Esto ocurre porque las enzimas que hacen splicing pueden armar distintos rompecabezas con los segmentos de ARN que empalman. Actúan como un sastre que puede armar dos trajes distintos con los mismos retazos, y esto es muy ventajoso para la célula porque se aprovecha la misma información para generar numerosas funciones.

Ideas del Sur

La idea de probar si los ARNs pequeños regulaban el splicing alternativo la trajo al laboratorio el primer autor del trabajo, Mariano Alló, biólogo de la Universidad Nacional de la Patagonia San Juan Bosco. “Apenas recibido, Mariano me pidió entrar al laboratorio -explica Kornblihtt-. Venía con ideas muy precisas que a mí me parecían un poco osadas, pero que con el tiempo resultaron ciertas. Esto confirma que el maestro aprende de sus alumnos”. Alló encontró que la inyección de células humanas en cultivo con ARNs pequeños que reconocen una región particular de un gen hace que éste adopte una estructura más compacta, lo cual dificulta el pasaje de la enzima ARN polimerasa. El frenado de la polimerasa hace que las enzimas “sastre” del splicing encuentren limitaciones en los retazos de ARN mensajero inmaduro disponibles para realizar uno de los dos trajes posibles y por lo tanto fabriquen sólo el otro. El hecho de que los ARNs pequeños puedan controlar el proceso es absolutamente novedoso y abre la posibilidad de su uso en la corrección de enfermedades causadas por mal funcionamiento del splicing alternativo.

Colaboraciones con el Norte

Investigadores de Sherbrooke (Canadá) y Barcelona colaboraron con Alló, Kornblihtt y otros miembros del grupo argentino como Valeria Buggiano, Ezequiel Petrillo e Ignacio Schor. El trabajo fue financiado por el CONICET, la UBA, la Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica, el Instituto Médico Howard Hughes de EE.UU. y la red europea de splicing alternativo EURASNET, de la que participan los grupos argentinos de Kornblihtt y Anabella Srebrow junto a 37 laboratorios europeos. Entre éstos está el de los colaboradores catalanes dirigidos por Eduardo Eyras, quien aportó las nuevas herramientas bioinformáticas que aprovechan la computación para sacarle jugo a las bases de datos biológicos y así concluir que el mecanismo encontrado por Alló parece tener carácter general.

“Es llamativa la influencia de investigadores argentinos en el estudio de los ARNs pequeños -comenta Kornblihtt-. En el extranjero, Javier Martínez en Viena y Javier Cáceres en Edimburgo investigan cómo se originan. En el país, Javier Palatnik en Rosario y Hugo Luján en Córdoba estudian su función en plantas y en parásitos respectivamente. Juan Pablo Fededa y Manuel de la Mata, dos ex tesistas del grupo que también son coautores de este trabajo, se están perfeccionando en el tema en Suiza y esperemos que puedan volver pronto al país a establecer sus propios grupos.”

Fuente: El Cable Nro. 720