Imagina una enorme bobina de película que contiene miles de secuencias de escenas aleatorias. Sin un editor talentoso, una proyección no tendría sentido.
Los "carretes" de ARN que componen el ADN en nuestros genes también necesitan una edición cuidadosa. Los genes están compuestos de secuencias significativas, llamadas exones, separadas por secciones basura sin sentido llamadas intrones. Para que las células produzcan ARN, el material que se requiere para crear proteínas que son vitales para la vida, deben eliminar con precisión los intrones sin sentido y unir los exones significativos, un proceso llamado "empalme"."
Cómo diferencian las células entre lo que es útil y lo que es basura en nuestro complicado y desordenado código genético es una cuestión biológica fundamental, una con implicaciones extremadamente importantes. Ahora, el Prof. Gil Ast y su estudiante de doctorado Schraga Schwartz en la Escuela de Medicina Sackler de la Universidad de Tel Aviv están encontrando respuestas con éxito.
Sus innovadores hallazgos, publicados recientemente en Nature Structural and Molecular Biology, revelan un nuevo mecanismo para explicar cómo funciona el empalme. Han descubierto que la estructura del ADN en sí afecta la forma en que se empalma el ARN. "Estos hallazgos", dice el profesor Ast, "nos acercarán a la comprensión de enfermedades como la fibrosis quística y ciertas formas de cáncer que resultan de la incapacidad de nuestras células para editar las secuencias correctamente".
Reescribiendo la ciencia de los libros de texto sobre el ADN
Hasta ahora, cómo se "editó" el ARN para encajar ha sido un misterio. Las revelaciones de TAU brindan información importante sobre la creación de proteínas y brindan nuevas pistas a los desarrolladores de fármacos para comprender mejor cómo funcionan enfermedades como el cáncer y los trastornos genéticos a nivel genético. Esa información puede ofrecer nuevos mecanismos celulares significativos para crear terapias farmacológicas innovadoras.
"Hemos encontrado algo previamente desconocido", explica el Prof. Ast. "A nivel de ADN, los exones se empaquetan de manera diferente a los intrones. Este hecho es significativo, ya que nos dice que se está produciendo un proceso de expresión génica en un paso más temprano de lo que se creía". Cree que esto puede dar nuevas pistas a los científicos que buscan detectar y diagnosticar enfermedades antes de que estallen.
Tomemos el cáncer, por ejemplo. Especialmente en las células cancerosas, el propio ADN está estructurado de manera diferente que en las células no cancerosas. Estas estructuras pueden cambiar la forma en que se edita el ARN, lo que lleva a diferentes uniones de exones y, por lo tanto, a diferentes proteínas, explica el Prof. Ast. Su laboratorio está investigando simultáneamente nuevas plataformas de fármacos para aprovechar este nuevo descubrimiento biológico que podría conducir a una clase de fármacos completamente nueva.
Nueva esperanza para las enfermedades genéticas raras
"Hemos estado trabajando en un compuesto y estamos tratando de entender cómo estas marcas estructurales varían entre las células normales y las cancerosas. Si podemos entender cómo el procesamiento del ARN es diferente en las células enfermas, con suerte encontraremos algo que pueda cambiarlo ", explica.
En los trastornos genéticos raros y comunes, y en enfermedades como el cáncer, existen diferentes formas en las que la maquinaria del ADN produce proteínas que no funcionan o que son dañinas. Los genes están hechos de exones, pero no todos los exones se usan necesariamente para producir ARN maduro, explica el Prof. Ast.
A veces, los genes pueden omitir un exón por razones misteriosas: "Si se s alta en el lugar equivocado, se producirá una proteína no productiva, o incluso dañina, en lugar de proteínas normales. Esto es como construir un rascacielos con vigas de acero defectuosas. Un gran no-no".
prof. Las nuevas observaciones de Ast han demostrado que muchas mutaciones celulares están cambiando el mecanismo de empalme de genes, un área que debe ser objeto del desarrollo de fármacos. Si los medicamentos pueden atacar el mecanismo que causa las enfermedades, espera que puedan detener la progresión de la enfermedad.
