Para que cada célula pueda leer, seleccionar e interpretar las instrucciones contenidas en nuestro ADN debe tener lugar un proceso complejo, en el que un mecanismo llamado edición molecular es central. empalmeosoma.
Es el espliceosoma el que permite alinear estas instrucciones específicas, eliminando «palabras» que no aportan nada y uniendo «frases» significativas para crear una guía clara.
De la información contenida en cada gen se pueden derivar múltiples mensajes, dependiendo de las necesidades y funciones de esa célula, una selección realizada por el espliceosoma, que permite multiplicar la variedad de proteínas que las células pueden producir con una misma secuencia.
Su papel es tan fundamental que errores en el proceso están asociados con muchas enfermedades, incluyendo enfermedades neurodegenerativasdiverso trastornos genéticos y diferentes tipos cáncer.
Hasta ahora, los mecanismos detallados de la actividad del empalme eran todavía bastante misteriosos. pero un equipo Centro de Regulación Genómica de Barcelona (CRG) logró desarrollar el primer mapa de este mecanismo molecular responsable del corte y empalme de fragmentos de ARN codificados por genes, lo que abre la puerta a muchas vías de innovación terapéutica. Los detalles de sus diez años de trabajo se publican en el último número Ciencia.
«Proporcionar un mapa funcional de cada componente del espliceosoma puede ayudarnos a comprender cómo se producen los cambios que conducen a una variedad de enfermedades. Ahora que sabemos qué hace cada parte, podemos encontrar enfoques completamente nuevos para estos trastornos». «, explica Juan ValcárcelInvestigadora del CRG y autora principal del estudio, del que es coautora la investigadora Malgorzata Rogalska.
Los investigadores descubrieron que el grupo de proteínas y moléculas de ARN que componen la herramienta tienen funciones especializadas que determinan cómo se procesan los mensajes genéticos. «No es una simple máquina de cortar y pegar», enfatiza Valcárcel, quien compara la sofisticada herramienta con:una colección de diferentes cuchillas «que permiten a las células esculpir mensajes genéticos con una precisión digna de los maestros escultores de mármol de antaño».
Un mapa abierto a la comunidad científica
Este mapa funcional ahora estará disponible para que cualquier investigador pueda utilizarlo en su trabajo, afirma Valkrsel. «Esté abierto para que todos puedan usar esta información. y pueden aplicarlo a los problemas biológicos o patológicos que están investigando.
Además de crear el mapa, la investigación también encontró que el espliceosoma está interconectado. Así, los investigadores han demostrado que cambiar un componente provoca un efecto en cadena. Al manipular el componente SF3B1 del espliceosoma, que se sabe que está mutado en varios tipos de cáncer, los científicos pudieron verificar que los cambios en ese componente causaban una falla en la cadena que afectaba significativamente la capacidad de la célula para permanecer viable.
Esta vulnerabilidad es lo que el equipo de Valcrcel quiere explorar a continuación.
«Queremos investigar la vulnerabilidad de las células cancerosas cuando cambian su empalme», explica el científico, quien explica que «estas células cambian su empalme para producir productos que les sean más útiles, pero lo hacen con un coste». ligeramente menos preciso, lo que introduce más ruido en la célula y la deja en una situación ligeramente periférica. Queremos estudiar esta vulnerabilidad para encontrar formas de atacar a las células cancerosas de forma específica», afirma el investigador.
En cualquier caso, además del cáncer, existen muchas otras enfermedades cuyo origen se debe a errores de empalme y empalme del espliceosoma, y cuyo estudio podría beneficiarse de este nuevo recurso, recuerda Valcárcel. Este es el caso de enfermedades neurodegenerativas como la ELA, el Parkinson o la enfermedad de Huntington.
Además, la herramienta también podría abrir la puerta a la ingeniería tecnológica que imite el trabajo que realiza una célula para producir diferentes mensajes a partir de un solo gen.
“Sabemos que muchas enfermedades son causadas por mal funcionamiento en algún componente de la maquinaria de empalme, que produce ARN aberrantes que no logran convertirse en la proteína correcta. Esta investigación, con gran cantidad de tecnología, ha identificado el papel de 305 de ellos. luego de desactivar sistemáticamente uno a uno los componentes de las máquinas de conexión en los modelos celulares y observar las consecuencias. Luis MontoliúUn investigador del Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC), que recuerda que Juan Valcárcel es «uno de los mayores expertos del mundo» en este campo. «Sin duda, se trata de un avance importante que debería ayudar a comprender mejor los mecanismos moleculares que subyacen a la maquinaria de empalme y, en particular, su papel relevante en muchas patologías», subraya.
Para: Paco RealJefe del Grupo de Cáncer Epitelial del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), se trata de un trabajo «que es importante en el estudio de este proceso».
«Esto nunca se había hecho antes un estudio tan sistemático y exhaustivo en el espliceosoma”, afirma el investigador, que utiliza una analogía para ilustrar el alcance de la herramienta. «Es como tomar un motor, desarmarlo, identificar cada pieza y probarlas para ver cómo cada una de ellas contribuye al funcionamiento de ese motor, qué pasaría si alguna de esas piezas se quitara y cómo funcionan todas de manera integrada. : Así descubrieron una nueva funcionalidad de este complejo».
La inversión es “muy importante para entender un proceso que juega un papel fundamental para que todas las células de cualquier organismo superior funcionen bien«, añade la Real, que destaca que «este equipo decidió hace 10 años invertir en un proyecto que no sabían cuánto esfuerzo les costaría. La ambición detrás de este proyecto es fundamental. «Este es un ejemplo de cómo al hacer preguntas importantes y establecer metas que sabes que serán a largo plazo, puedes lograr hitos verdaderamente históricos».
